Festkörperbatteriesystem für Energiespeicherstation

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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 sind die Vorteile einer Festkörperbatterie?

Mehr Sicherheit, größere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten – Festkörperbatterien sollen herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien zukünftig in fast allen Leistungsparametern übertreffen. Grundlagen dafür hat das Batterie-Kompetenzcluster FestBatt unter Beteiligung von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erarbeitet.

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.

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.

Welche Arten von Batterien gibt es?

Im Zentrum der Forschungsarbeiten stehen dabei sichere, zuverlässige und langlebige Festkörperbatterien. Diagramm zum Vergleich der Energiedichte einer Flüssigreferenzzelle mit Festkörperbatterien mit keramischem (LLZO), sulfidischem (LPS) und polymeren (PEO) Elektrolyten.

Was ist eine Li-Ionen-Batterie?

Da Li-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyt inzwischen weit entwickelte und optimierte Energiespeichersysteme sind, stellt insbesondere die Verbesserung der gravimetrischen Energiedichte einer Festkörperbatterie eine Herausforderung dar.