ELONGATE - Flüssigelektrolyte für Next-Generation-Batterien: Analyse der Löslichkeit und Diffusion von reaktiven Spezies

Der Transport von gelösten Spezies im Flüssigelektrolyt einer Batterie ist entscheidend für die gewollt und ungewollt ablaufenden Reaktionen und somit letztlich für die ablaufenden Degradationsprozesse und die Zyklen-Stabilität von Batterien. Die Optimierung von Post-Lithium-Ionen-Batterien erfordert zunächst das detaillierte Verständnis der elektrochemischen und chemischen Reaktionen sowie die Aufklärung von Material- und Elektrolyteigenschaften. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten, die auf diesem Gebiet realisiert wurden, mangelt es immer noch an konsistenten experimentellen und theoretischen Daten über die physikalischen und chemischen Parameter von gelösten Spezies in Flüssiglektrolyten. Das Hauptziel des hier beantragten Teilvorhabens ist die Optimierung der Kombination der eingesetzten Lösemittel, Leitsalze und Additive (Redox-Mediatoren, Stabilisatoren) für ausgewählte Metall-Sauerstoff-Batterien (Na-basiert und Li-basiert) anhand von elektrochemischen und spektroskopischen Messmethoden. Dabei wird ein umfassender Satz an Stoffdaten von gelösten Spezies in verschiedensten Flüssigelektrolyten generiert werden, der die Optimierung des gesamten Batteriesystems ermöglicht und gleichzeitig als wichtige Referenz für die zukünftige Forschung an Post-Lithium-Batterien dient. Die erzielten Daten werden stetig durch die Arbeiten der israelischen Kooperationspartnern (z.B. Simulations-basierte Analyse der selben Spezies) ergänzt, um einen vollständigen Überblick über die entscheidenden Stoffdaten/Parameter zu erhalten.