Forschung: Batterien
GEGENSTAND UNSERER FORSCHUNG
Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien.
ZIEL
Gewicht, Größe, Ladezeiten und Kosten von Lithium-Ionen-Batterien sollen reduziert und gleichzeitig die Speicherkapazität im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien erheblich gesteigert werden. Mit für Mensch und Umwelt unbedenklichen Substanzen.
HIGHLIGHTS
- Entwicklung einer Anode mit vierfach erhöhter Speicherkapazität im Vergleich zu klassischen Anoden
- Entwicklung von Kathodenmaterialien, die sehr hohe Entladeströme ermöglichen (Entladung von bis zu 50% ihrer Kapazität in 3 Minuten) und damit schnelles Laden sowie hohe Beschleunigung in der Elektromobilität
- Vom BMWi mit 2,3 Mio € gefördertes Projekt „HOSALIB“ gemeinsam mit Evonik: Spätestens 2023 soll ein verbessertes Anodenmaterial marktreif sein, das die von der Fachwelt geforderte Kapazität von 1,5 Ah/g problemlos erreicht.
ANODENMATERIALIEN
Wir streben Marktreife für langzeitstabile Anodenmaterialien mit einer Speicherdichte von mehr als 1.500 mAh/g an, die vielfältige Anwendungen in der Energiespeicherung und in Elektroantrieben ermöglichen. Unser Material der Wahl heißt Silizium – in nanokristalliner Form oder in Form von Silizium-Kohlenstoff-Kompositen: Silizium ist unbedenklich, in ausreichenden Mengen verfügbar und damit günstig. Nach aktuellem Kenntnisstand versprechen eingebaute Silizium-Nanopartikel höchste Stabilität. Diese stammen aus eigener Synthese, denn unsere Spezialisten können die Silizium-Nanopartikel in der hauseigenen Anlage maßschneidern und in ausreichenden Mengen zur Verfügung stellen (S. 10).
KATHODENMATERIALIEN
Für die Kathode arbeiten wir an Materialien auf Basis von anorganischen Polyanionen und bivalenten Metallionen, die kostengünstig, unbedenklich und verfügbar sind. Sie versprechen eine höhere Speicherkapazität, denn sie können pro Formeleinheit mehr Lithium-Ionen aufnehmen als heutige, konventionelle Materialien. Die an sich isolierenden Polyanionen-Verbindungen überführen wir durch Nanostrukturierung in einen leitenden Zustand. Da Polyanionen chemisch extrem stabil sind, verbinden wir sie in ihrer nanostrukturierten Form zusammen mit Kohlenstoff in einem Komposit. Wir verfügen über Testmöglichkeiten bis in industrierelevante Größenordnungen (Wh/kWh/Ah): Für Einzelelektroden, aber auch für ganze Batteriepacks können wir Lebensdauer, Leistungsdichte und die Auswirkung von Umwelteinflüssen untersuchen.
Ansprechpartner
Apl. Prof. Dr.
Hartmut Wiggers
Tel.: +49 203 37-98103
E-Mail: hartmut.wiggers@uni-due.de
Tel. +49 203 37-98087
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