LiBEST3 - Lithium-Batterie mit hoher elektrochemischer Performance und Sicherheit

Die Bereitstellung optimierter Batterien mit überlegener spezifischer Kapazität und elektro-chemischer Leistung ist aufgrund des Fortschritts und breiter Anwendung digitaler Technologien sowie im Hinblick auf bevorstehende Anforderungen des elektrischen Verkehrs und Netzspeicher erforderlich. Trotz beachtlicher Erfolge wird derzeit noch an der (Weiter-) Entwicklung technisch relevanter Zelldesigns und Materialien geforscht, z. B. um erschwingliche, praktisch verwendbare Batterien mit ausreichend hoher Kapazität, langfristiger Nutzbarkeit und Betriebssicherheit zu erreichen, einschließlich eines begrenzten ökologischen Fußabdrucks der Batterieverbindungen bei der Herstellung und, soweit möglich, beim Recycling. Im Rahmen des gemeinsamen Projekts (LiBEST³) streben alle Teilnehmer die Realisierung solcher Batterien an, indem verschiedene Zellchemien (weiter-)entwickelt werden, indem übliche Graphitanoden z. B. durch nano-Silizium-/Graphit-Verbundelektroden (nSi@G) oder "anodenfreie" (Li-Metall) Ansätze ersetzt sowie dazu notwendige Elektrolytzusammensetzungen und die Bedingungen zur Verarbeitung, Herstellung- oder Hochskalierung sorgfältig optimiert oder neu eingeführt werden. Dazu gehören auch aktive Elektrodenmaterialien, die entweder aus Ni-reichen geschichteten Oxidverbindungen (LOC) oder aus Li2S bestehen. Aufbauend auf Ergebnissen von LIBEST2 soll technisch relevante Zellchemie für die Anwendung in 1-Ah-Multischichten-Pouch-Zellen bereitgestellt werden. Ziel des Teilvorhabens ist es, geeignete Verfahren zur Elektrodenherstellung für neuartige Schwefel-Kohlenstoff-Kathoden mit Polymerelektrolyt zu entwickeln. Die Elektroden sollen charakterisiert und in Batteriezellen integriert und bewertet werden. Ziel ist es, die Energiedichte auf Zellebene durch die Minimierung des Elektrolytanteils in der Batteriezelle weiter zu steigern.