CatSE2 - Grenzflächen und Interphasen in wiederaufladbaren Batterien auf Li-Basis - Kathode/Festelektrolyt - Phase 2

Das Gesamtvorhaben hat ausgehend von der ersten Phase von CATSE, in der modellhafte innere Grenzflächen in LLZO-Keramik und unmodifizierte Grenzflächen der Art LLZO/Kathodenmaterial im Mittepunkt standen, nun das Ziel, näher an realistische Grenzflächen in anwendungsnahen Situationen zu kommen. SE/Kathoden-Grenzflächen stehen weiter im Mittelpunkt, allerdings mit einem stärkeren Fokus auf die Verbesserung (oder Vermeidung) der notorisch kritischen Oxid/Oxid-Grenzflächen. Die Rolle von Zwischenphasen (interlayers) für die Stabilität und Grenz-flächenkinetik soll gezielt untersucht werden. Hierbei spielt naturgemäß die Stabilität der Zwischen-schichten selbst eine wichtige Rolle. Hochentwickelte Charakterisierungs- und Modellierungstech-niken sollen zum Einsatz kommen, um sowohl auf der Grenzflächenebene als auch auf der Zell-ebene Ergebnisse zu erzielen. Strukturelle und chemische Informationen über Grenzflächen und Komponenten von Zellen sollen u.a. mit Hilfe von FIB-Tomographie, µ-Computertomographie (µCT), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Kelvinsonden-Mikroskopie (KPFM) und Neutronen- und Ionenstrahlanalytik erhalten werden. Untersuchungen auf der Vollzellebene sollen dazu dienen, das Arbeitsprogramm des Konsortiums näher an industrielle Bedingungen zu bringen und den Transfer der Ergebnisse zu gewährleisten. Das Teilvorhaben der JLU hat innerhalb dieses Rahmens die folgenden Teilziele: 1. Die möglichst weitgehende Aufklärung der Mikrostruktur und chemischen Zusammensetzung von (unmodifizierten) Grenzflächenbereichen in KAM/SE-Kompositen, vorzugsweise auf Oxid-Basis, gemeinsam mit den Partnereinrichtungen (komplementäre analytische Methoden). 2. Entwicklung von stabilisierenden Zwischenschichten und Aufklärung der resultierenden Mikro-struktur und lokalen chemischen Zusammensetzung, aufbauend auf 1. 3. Aufklärung der 3D-Mikrostruktur realer Komposite und Bereitstellung der entsprechenden Daten für die theoretische Modellierung.