Zellkonzepte

Gruppe

Festkörperbatterie

Thema

Komponenten und Charakterisierung von keramischen Festkörperbatterien.

Festkörperbatterien gewährleisten ein hohes Sicherheits- bzw. Zuverlässigkeitsniveau. Ein Schwerpunkt innerhalb der Arbeitsgruppe »Zellkonzepte« ist die Entwicklung von Komponenten für Elektrolyte und Kompositkathoden von Lithium- oder Natrium-Batterien. Dabei werden sowohl am Fraunhofer IKTS entwickelte als auch kommerzielle Materialien mit elektrochemischen Verfahren für ihren Einsatz in Festkörperbatterien getestet. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zum Aufbau von Zellen aus den Einzelkomponenten, Wechselwirkungen der Komponenten untereinander und Grenzflächenreaktionen untersucht.

Die Arbeitsgruppe nutzt dafür ein umfangreiches Glovebox-System, in dem wasser- und luftempfindliche Suspensionen und Proben gehandelt, weiterverarbeitet und in Testzellen eingebaut werden können. Im Fokus der Arbeiten stehen keramische Elektrolyte sowie Hybridsysteme aus Polymeren und keramischen Partikeln.

Zusätzlich zur elektrochemischen Charakterisierung steht am Fraunhofer IKTS eine breite Palette an Analyseverfahren wie REM, XRD, Thermoanalytik und Mikroskopie zur Verfügung. Diese Verfahren werden ebenfalls bei Post-mortem-Analysen für Zellen und Elektrolyte von Festkörperbatterien angewendet.

 

Leistungsangebot

 

  • Elektrochemische Messungen an Festkörperelektrolyten (Impedanz, Zyklierung etc. im Temperaturbereich von -20 °C bis 100 °C)
  • Herstellung und Verarbeitung von Suspensionen und Lösungen unter Inertgas, z. B. Arbeiten unter Schlenk mit Polymeren und keramischen Partikeln
  • Aufdampfen von unterschiedlichen Metallen in der Glovebox, bspw. Lithium-Bedampfung von Festelektrolyten
  • Heißpressen von Pellets in der Glovebox
  • Umfangreiche Materialanalytik (XRD, REM, TGA, DSC etc.)