Batterien mit langer Lebensdauer
Elektrodenmaterial verbessert Lade- und Entladezyklenstabilität
Aussteller
Standort
Halle 11, Stand B06
Beschreibung
Die Lithium-Ionen-Batterie hat sich aufgrund ihrer hohen Energie- und Leistungsdichte als Energiespeicher für transportable Elektrogeräte durchgesetzt. Der flüssige Elektrolyt spielt als Transportmedium, in dem die Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode innerhalb der Batterie fließen können, eine wichtige Rolle. Jedoch sind die Materialien in allen gängigen Hochenergiebatterien für die Automobilindustrie so beschaffen, dass der flüssige Elektrolyt die Elektrodenoberfläche nur schlecht benetzt. In teuren und zeitaufwändigen Vakuum- und Warmlagerungsprozessen wird die Flüssigkeit regelrecht in das Material hineingezwungen. Deshalb wird bei der Batterieproduktion bislang viel Zeit und Aufwand darauf verwendet, den Elektrolyten möglichst bis in die kleinste Pore zu ziehen und so die Batterieleistung und -lebensdauer zu maximieren. Durch ein am Institut für Angewandte Materialien (IAM-AWP) entwickeltes Laserverfahren werden gezielt Oberflächenmikrostrukturen in Kathodenmaterialien eingebracht, um damit die Oberfläche des Elektrodenmaterials zu vergrößern. Eine größere Oberfläche bewirkt eine verbesserte Aufnahme und Abgabe von Lithium-Ionen pro Zeiteinheit. Dadurch lassen sich Batterien schneller auf- und entladen. Mit dem Verfahren stellen die Wissenschaftler des KIT die Elektrodenoberfläche so ein, dass der flüssige Elektrolyt äußerst schnell und homogen in das poröse Batteriematerial hineintransportiert wird. Im Vergleich zu unbehandelten, kommerziellen Elektroden benetzt der Elektrolyt die modifizierten Elektroden bereits nach zehn Sekunden zu 80 Prozent. Dies führt zu deutlich verbesserten Leistungsdaten der damit hergestellten Batterien.
Zu dieser Technologie erhalten Sie am Stand des KIT einen Überblick. Tiefergehende Informationen können im Anschluss an die Messe individuell im Kontakt mit den zuständigen wissenschaftlichen Beschäftigten des KIT ausgetauscht werden.
Kontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- Kaiserstr. 12
- 76131 Karlsruhe
- Deutschland
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