BeSafe - Festkörperbatterie-Sicherheitstests, fortschrittliche Zellcharakterisierung und Datenbankentwicklung

Im Projekt BeSafe werden neue Prototypen von Feststoffbatterien (SSBs) mit verschiedenen Klassen von Festelektrolyten (z. B. Sulfide, Oxide und Polymere) entwickelt. Dabei liegt der Fokus darauf, die Stabilität und Sicherheit dieser Batterien unter verschiedenen unsachgemäßer Betriebsweise wie z.B. Überladung, Überhitzung und Nagelpenetration zu untersuchen. Ebenfalls soll die Dickenänderung von Elektroden und Zellen (mittels Dilatometrie) während verschiedener Zyklen (z.B. verschiedene Entlade/- Ladezustände, während der Alterung, etc.) untersucht werden. Anhand der Experimente, Berechnungen und tiefgreifenden Charakterisierung wird ein umfassender Datensatz erstellt und verfeinert, der als Datenbank für allgemeine Sicherheitsinformationen über verschiedene Klassen von Festelektrolyten dient. Außerdem wird im Rahmen des Projekts ermittelt, ob und wie bestimmte Materialkombinationen der verschiedenen Komponenten in den untersuchten SSB die Batteriesicherheit verändern. Die Sammlung wissenschaftlicher Erkenntnisse auf dem Weg zur Anwendung und die Bestimmung von Sicherheitseigenschaften sind von entscheidender Bedeutung für den Erfolg von Feststoffbatterien. Dieses Teilvorhaben befasst sich im Detail mit der Herstellung und elektrochemischen sowie chemischen Charakterisierung von sulfidischen Festkörperbatterien mit verschiedenen Anoden, Kathoden und flüssigen Additiven. Um einen möglichst großen Überblich über verschiedene Materialklassen zu erhalten, sollen kommerzielle Materialien verwendet werden. Dabei sollen die Materialien in drei unterschiedlichen Zuständen charakterisiert werden: 1) Im Ausgangszustand nach Zellbau; 2) nach der Zyklisierung; 3) nach den Sicherheitstests. Als Benchmark soll eine Standardzelle dienen, welche aus In/InLi LPSCl NCM (NCM Ni83, Einkristallin, BOx-beschichtet von MSE supplies) zusammengesetzt ist.