PRODUKT: Streckmetalle und Anker

Im Verbundprojekt PRODUKT versucht man mit einer ganzen Reihe von Maßnahmen, nicht nur einen funktionierenden, sondern auch einen langlebigen Hochenergiespeicher mit nickelreichen NMC-Kathodenmaterialien und Silicium-Kohlenstoff-Kompositen für die Anode zu entwickeln. Statt einer glatten Ableiterfolie verwenden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sogenannte 3D-Streckmetalle – eine Art stabile Metallnetze, in denen sich das Aktivmaterial „verkrallen” kann, damit es sich beim „Atmen” nicht vom Ableiter ablöst und den Kontakt verliert.

Durch die starken Volumenausdehnungen wird die SEI, die Grenzschicht zwischen den Silicium-Partikeln und dem Elektrolyt, immer wieder aufgebrochen und bildet sich aus weiterem Silicium-Material aus dem Inneren der Partikels neu aus. Dies führt zu dauerhaften Kapazitätsverlusten der Batterie, das Silicium wird sozusagen verbraucht und steht nicht mehr für die Speicherung von Lithium zur Verfügung.

Die SEI auf den Silicium-Aktivmaterialpartikeln wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deshalb mit einer Polymerbeschichtung der Partikel fixieren. Sie soll der SEI als eine Art flexibler Anker dienen, damit diese auch beim „Atmen” des Siliciums nicht zerstört wird.

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