Improved battery performance by using electrode architectures based on nano-compounds and core-shell materials (LiVe)

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Description

Das Teilvorhaben der AG Schmitz im LiVe-Verbund zielt darauf ab, die im Institutskonsortium hergestellten Verbundmaterialien und Elektroden mittels mikroskopischer Verfahren in ihrem Herstellungszustand und nach Funktion zu charakterisieren. Dabei werden verschiedenste Methoden der Elektronenmikroskopie und innovative Präparationsverfahren miteinander kombiniert, um einen möglichst genauen Einblick in Phasenverteilung, Mikrostruktur und Grenzflächenchemie der Elektroden zu erhalten. Über die Analyse der durch die Projektpartner hergestellten Verbundstrukturen hinaus sollen Modellkathoden bestehend aus Schichtfolgen von LiFePO4 und LiCoO2 durch Sputterdeposition kontrolliert hergestellt sowie ihre elektrochemische Funktion getestet und charakterisiert werden. LiFePO4 zeichnet sich durch Überladungsstabilität und geringen Preis aus, während LiCoO2 bzw. die Mischform Li(MnNiCo)O2 eine höhere Ladungskapazität aufweist. Durch gezielte Wahl der Schichtarchitektur sollen die Vorzüge beider Materialien vereinigt und so die Spannungscharakteristik, die Leistungsdichte und die Zyklenstabilität dieser Elektroden optimiert werden.Ein drittes, sehr ambitioniertes Ziel ist die ortsaufgelöste chemische Analyse der LiFePO4/LiCoO2 mittels der laserunterstützten Atomsondentomographie. Die erfolgreiche Durchführung dieses Verfahren würde einen Durchbruch in der Analytik der Elektrodenmaterialien und einen bedeutenden Wettbewerbsvorteil bei der weiteren Entwicklung von Batteriesystemen darstellen.