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HANNOVER MESSE 2020, 20. - 24. April
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Verstärkung für Elektrolyt

Neue Materialklasse für Lithium-Ionen-Batterien.

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Aussteller

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Noch immer gehören Lithium-Ionen-Akkus zu den leistungsfähigsten elektrochemischen Energiespeichern. Sie zeichnen sich durch einen hohen spezifischen Energiegehalt aus und ermöglichen so die Versorgung von portablen Geräten mit hohem Energiebedarf. Trotz der bisherigen Erfolge wird angestrebt, vor allem die Energiedichte, die Batteriesicherheit und die Zellperformance signifikant zu verbessern. Obwohl sich die gegenwärtig verwendeten Flüssigelektrolyte durch ihre hohe Ionenleitfähigkeit auszeichnen, birgt ihr Einsatz Nachteile im Betrieb. Am Institut für Angewandte Materialien (IAM) haben Wissenschaftler füllstoff-verstärkte Polymere entwickelt, die als Feststoffelektrolyt genutzt werden könnten. Die Basis der neuen Materialklasse bildet eine acrylathaltige ionische Flüssigkeit, die die Bewegung der Ladungsträger gewährleistet. Diese wird mit nano- bis mikroskaligen, funktionalisierten Füllstoffen und einem Lithiumleitsalz versetzt. Die so entstehende viskose Paste - auch Ionogel genannt - wird in einem Folgeschritt homogenisiert und polymerisiert, so dass eine direkte chemische Verbindung zwischen der ionischen Flüssigkeit und dem Füllstoff erreicht wird. Auf diese Weise wird eine optimale mechanische Stabilität erzielt. Als fest verbundene Schicht kann das Polymer als Feststoffelektrolyt-Membran eingesetzt werden. Ein hoher Anteil an Füllstoff und die damit einhergehende Festigkeit sichern die Elektroden zudem gegen Dendritenwachstum ab. Die Materialeigenschaften, wie z.B. Leitfähigkeit, Festigkeit, Dielektrizität oder Elastizität, sind durch die gewählte Beimischung von Füllstoffen modifizierbar und folglich vielseitig einsetzbar, etwa auch abseits der Lithium-Ionen-Technologie als Kondensatormembran.

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.

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