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Entwicklung von Elektrolytsystemen

Die Elektrolytentwicklung für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zielt auf die Erhöhung der Sicherheit bei gleichzeitigem Erhalt bzw. Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte ab. Etablierte Elektrolytsysteme in LIB enthalten in der Regel leicht flüchtige und damit brennbare organische Lösungsmittel sowie Komponenten, die bei Kontakt mit Wasser Verätzungen hervorrufen. Zur Erhöhung der Energiedichte werden höhere Zellspannungen angestrebt. Die elektrochemische Stabilität von Standardelektrolytsystemen ist für Zellspannungen über 4,5 V jedoch nicht ausreichend.
 

Unser Ansatz:

  • Ersatz der leicht flüchtigen organischen Lösungsmittel durch Ionic Liquids (IL).
  • Einfluss von aktiven anorgansichen Füllstoffen auf die Sicherheit und die Elektrolytperformance.
  • Umfassende Kenntnis des physikalischen und (elektro-)chemischen Verhaltens und deren Modellierung.
  • Verwendung von ionenleitenden Polymeren als Elektrolytmatrix.
  • Gezielte Auswahl von Additiven hinsichtlich der Elektrolyt- und Zellchemie.



Schwerpunkt der Arbeiten ist die gezielte Entwicklung geeigneter Elektrolyte für Hochenergie-Lithium-Ionen-Batterien. Wichtige Materialeigenschaften unter Beachtung des Wassergehaltes und der Temperatur werden systematisch erforscht.

  • Rheologische Eigenschaften mittels Rotationsviskosimetrie unter Schutzgas
  • Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS, Frequenzbereich 10-1– 4·106 Hz)
  • Elektrochemische Stabilität über Cyclovoltammetrie
  • Grenzflächenanalytik
  • Thermisches Zersetzungsverhaltung über Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
  • Benetzungsverhalten auf Elektrodenmaterialien über Tropfenkonturanalyse
  • Dichte und Dichteänderung von Elektrolytmischungen (Biegeschwingermethode)

 


Fragen zu diesem Thema richten Sie bitte an Herrn Dr. Andreas Hofmann.