STROM: AlkaSuSi

  • Kathode: Kohlenstoffnanoröhren(CNT)-Elektroden als Träger für Schwefel oder Li2S
  • Anode: Silizium- oder Li22Si5-Nanodrähte
  • Elektrolyte: organisch, ionisches Liquid, Gel-Polymer, Festionenleiter+org.

Entwicklung von Demonstratorzellen mit Energiedichten > 400 Wh/kg

  • Auswahl, Kombination und Balancing der neuen Materialien in Demonstratorzellen (Pouch-Design)
  • Sicherheitstests: Überladen, Quetschen, Kurzschließen, Temperatur
  • Demonstration von Skalierbarkeit und Kosteneffizienz der Herstellungsverfahren für die Materialien und Komponenten

CNT-Schwefelkathoden:

Kohlenstoffnanodrähte mit sehr hohen elektrischen Leitfähigkeiten werden vertikal auf Ableiter beschichtet. Die Herstellung erfolgt bei Atmosphärendruck über ein CVD Verfahren und dauert je nach Einsatztemperatur um die 20 Minuten. Die CNT-Elektroden benötigen keinen Binder und können bis zu 90 Massenprozent Aktivmaterial (Schwefel) enthalten. Die erreichten Kapazitäten gegen Lithium liegen je nach Ableiter zwischen 4 und 20 mAh/cm² Elektrode. Im Vergleich erreichen Elektroden auf Pastenbasis für Li-Ion oder Li-Schwefel Batterien 2-3 mAh/cm².

Erste direkte CNT-Beschichtung von AluminiumfolieMit Schwefel infiltrierte CNT Elektrode

Siliziumanode:

Siliziumnano- oder mikrodrähte werden über ein Ätzverfahren mit definiertem Durchmesser und Abstand hergestellt. Stabilisierungsebenen verhindern ein Zusammenkleben der Siliziumdrähte und erlauben ein einfaches Abreißen vom Siliziumsubstrat. Der Kupfer-Ableiter wird galvanisch aufgetragen.

 Durch Überätzung von elektrochemisch geätzten Poren entstehen Nano- bzw. Mikrodrähte Seitenansicht einer fertig hergestellten Si-Anode vor dem Abreißen vom Si-Substrat

Projektpartner: