Festkörper-Energiespeichermetall

Die Festkörper-NMR-Spektroskopie erweist sich hierbei zunehmend als ideale Methode, um neue Feststoffelektrolyte hinsichtlich Struktur und Dynamik zu charakterisieren.

Was ist eine Festkörperbatterie?

Als nächste Generation der Hochenergiespeicher werden Festkörperbatterien auf Lithium-Ionen-Basis angesehen, die sich durch ihre elektrochemische Stabilität, hohe Energiedichte und verbesserte Betriebssicherheit gegenüber den derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien auszeichnen.

Wie steigert man den Energiegehalt von Festkörperbatterien?

Mit dem Ziel den Energiegehalt von Festkörperbatterien wesentlich zu steigern, werden alternative Elektrodenarchitekturen und Zelldesigns auf Basis pulverbasierter Formgebungsverfahren zur Herstellung kompakter und homogener Kompositelektroden entwickelt.

Welche Herausforderungen gibt es bei der Entwicklung von Festkörperbatterien?

Die Herausforderung bei der Entwicklung von Festkörperbatterien besteht dabei zurzeit in der Sicherstellung einer vollständig reversiblen, homogenen Abscheidung des Li-Metalls auf dem Stromsammler/Ableiter.

Was ist ein thermischer Energiespeicher?

Thermische Energiespeicher (Wärme-/Kältespeicher) mit hoher Leistung gewinnen insbesondere zur Erhöhung der Effizienz zyklischer thermischer Prozesse an Bedeutung. Am Fraunhofer IFAM in Dresden wird intensiv im Bereich der latenten und sorptiven Wärmespeicher geforscht.

Wie wird der Querschnitt einer Festkörperbatterie gefertigt?

Querschnitt einer Festkörperbatterie gefertigt nach dem 3-Komponentendesign (oben). Zyklenstabilitätstest (unten) einer Festkörperbatterie vermessen mit einem Protokoll zur beschleunigten Alterung (Ladegeschwindigkeitsbedingung im Test: SoC = 80 %, < 10 min, unten). Details spielen eine entscheidende Rolle.

Was sind die Vorteile einer Feststoffbatterie?

Das spart Platz, Gewicht und Kosten. Und durch den Einsatz von metallischem Anodenmaterial (Lithium) anstatt des heute üblichen Graphits erzielen Feststoffbatterien höhere Energiedichten – theoretisch bis zu 11 kWh/Kg. In der Praxis scheinen 1 kWh/Kg realisierbar; im Vergleich zu aktuellen Lithium‐Ionen‐Akkus eine Vervierfachung.