AReLiS - Analyse der Reaktionen von Elektrolyt und Kathode in Lithium/Schwefel- und Lithium-Metallsulfid-Batterien unter Verwendung von trockenen und gelartigen Polymerelektrolyten basierend auf Polyrotaxanen und Polysulfonamiden

Übergeordnetes Ziel der Arbeiten ist es, trockene und gelartige Polymerelektrolyte basierend auf Polyrotaxanen und Polysulfonamiden für die mögliche Anwendung in Lithium-Metall/Schwefel bzw. Lithium-Metall/Metallsulfid-Batterien zu erproben. Die Polymerelektrolyte haben sich im Vorfeld als betriebsstabil und kompatibel mit Lithium-Metallelektroden herausgestellt, so dass nun vor allem die notwendigen Prozessschritte zur Verarbeitung ausgewählter Polymerelektrolyte mit den schwefel-haltigen Komposit-Elektroden sowie das Verständnis der Ladungstransportprozesse an den inneren Grenzflächen im Vordergrund stehen. Darüber hinaus sollen die Beschichtungstechniken optimiert werden um den Polysulfid-Shuttle sowie vorzeitiges Ablösen der Polymerelektrolyte vom Schwefel-substrat wirksam zu unterdrücken. Dies schließt mögliche Ansätze zur weiteren Funktionalisierung der Polymerelektrolyte sowie die Nutzung gegebenenfalls notwendiger Schutzschichten auf beiden Elektroden mit ein. Elektrochemische Daten zur Performanz von trockenen und gelartigen Polymer-elektrolyten in Lithium-Schwefel-Batterien sollen mit Ergebnissen bei Verwendung flüssiger ether- oder carbonat-basierter Elektrolyte verglichen und diskutiert werden. Ebenso soll der Einfluss der Kathodenstruktur auf Degradations- und Alterungsprozesse der (Mehrschicht-)Polymerelektrolyte ermittelt werden.