Li-Ionen Polymer-Batterien

Li-Ionen-Polymer-Batterien zählen zu den vielversprechendsten Energiespeichersystemen zur Zeit. Sie kombinieren die hohen Energiedichten und langen Lebensdauern von Li-Ionen- Systemen mit den Vorteilen der Plastizität von Polymersystemen, wie leichterer Verarbeitbarkeit, Flexibilität im Design, der Möglichkeit hohe Strom- und Leistungsdichten zu erzielen und erhöhter Sicherheit. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von neuen Li-Ionen-Polymer-Batterien mit verbesserten Leistungsmerkmalen, was durch die Kombination von Komposit-Gel-Polymer-Elektrolyen mit neuen, von Kohlenstoff verschiedenen Anodenmaterialien und mit Standard-Kathodenmaterialien erreicht werden soll. Die Gel-Polymer-Elektrolyte wurden aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeiten, die an jene von konventionellen flüssigen Elektrolyten herankommen, ausgewählt. Eine weitere Verbesserung von Eigenschaften wie der Leitfähigkeit, der Li-Ionen-Überführungszahl und der Stabilität der Grenzfläche zur Anode und zur Kathode, ist durch die Beimengung von anorganischen Füllermaterialen (Si02, Ti02, ...) möglich, wodurch man Komposit-Polymer-Elektrolyte erhält. Zwei Arten von Anodematerialien werden getestet: Li-Speicherlegierungen (z.B. Sn/SnSb), mit ihren hohen Kapazitäten, und Li-Ti-Spinelle und deren Derivate, mit ihren exzellenten Zyklenstabilitäten. Besonderes Augenmerk wird auf das Design der Kompositelektrode und die Anoden/Elektrolyt-Grenzfläche samt der dort auftretenden Passivierungsphänomene gerichtet.