MvBIC - Entwicklung einer wiederaufladbaren Multivalent-Ionen-Batterie basierend auf Interkalationschemie

Im vergangenen Jahrzehnt gab es eine aufregende Entwicklung auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Batterien (LIB) als Energiespeicher, was zur Anwendung von LIB in Bereichen führte, die von kleinen tragbaren elektrischen Geräten bis zu großen Energiesystemen reichen. Die maximale Energiedichte des aktuellen LIB auf der Grundlage der Interkalationschemie reicht jedoch nicht aus, um die Nachfrage nach neuen Märkten in Bereichen wie den Elektrofahrzeugen zu befriedigen. Aus dieser Perspektive sind Interkalationsbatterien, die auf neuen multivalenten (MV) -Chemien wie Mg2+, Zn2+, Ca2+, Al3+ usw. basieren, besonders vielversprechend, weil sie die oben genannten Kriterien erfüllen können. In diesem Vorschlag werden wir alle Hauptkomponenten (Elektrolyt, Anode und Kathode) des wiederaufladbaren MV-Ionenbatteriesystems einschließlich MV-Metallanoden und neuer Kathoden, die auf Interkalationschemie basieren, ausführlich untersuchen. Insbesondere sind an dieser Stelle grundlegende Studien erforderlich, die sich auf den elektrochemischen Mechanismus statt auf die Verbesserung der elektrochemischen Leistung konzentrieren, um die Schlüsselparameter zu verstehen, die der Entwicklung von wiederaufladbaren Batterien mit mehreren Ionen zugrunde liegen. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen den Projektpartnern wird ein ausreichendes Verständnis der MV-Ionen-Interkalation erreicht, indem neben den routinemäßigen elektrochemischen Messungen auch vielfältige Charakterisierungsmethoden eingesetzt werden. Dieses fundamentale Verständnis wird einen neuen Weg für die hocheffiziente Nutzung der MV-Metallanode, sowie der neuartigen Wechselwirkungskathode für fortgeschrittene Energiespeicheranwendungen mit hoher Energiedichte und mit potentiellem Einsatz für MV-Ionen-Batterien eröffnen.