Verfahrenstechnische Entwicklung und Untersuchung von Elektroden und deren Herstellprozess für innovative Lithium-Hochleistungsbatterien

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Arno Kwade; Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 48185360

Die Herstellung von Kathoden- und Anodenschichten für Lithium-Hochleistungsbatterien basiert auf einer komplexen Prozesskette mit zahlreichen Einflussgrößen. Außer durch die Betriebsparameter der einzelnen Prozessschritte wie Dispergierung, Beschichtung und Schichtverdichtung werden die Eigenschaften der Elektrodenschichten von Lithium- Hochleistungsbatterien wesentlich durch die Partikelmorphologie, die Formulierung der Rohstoffe und die Elektrodenporosität bestimmt. Detailliertes Wissen hierüber ist kaum öffentlich bekannt. Zur Entwicklung leistungsfähiger Elektrodenschichten wird daher im 1. Antragszeitraum der Einfluss der Formulierung, Dispergierparameter, Beschichtung, Trocknung und Schichtverdichtung auf die geometrischen, mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften der Anoden- und Kathodenschichten ermittelt. Darauf aufbauend sollen im 2. Antragszeitraum hierarchisch strukturierte Elektroden mit hoher Elektroden- und damit Energiedichte und verbessertem elektrochemischen und mechanischem Verhalten zum einen für Standardmaterialien und zum anderen für neuartige Materialien über unterschiedliche Verfahren hergestellt, untersucht und bewertet werden. In Zusammenarbeit mit Projektpartnern wird die Elektrolytkompatibilität und Gesamtleistungsfähigkeit von aus diesen Schichten aufgebauten Zellen mit geeigneten Elektrolyten untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen