InCa-M - Grenzflächen in Festkörper-Kompositkathoden und Metallanoden - Verständnis der Korrelation von Mikrostruktur und Performance

Im Projekt InCa-M steht das tiefere Verständnis von Transporteigenschaften und der Stabilität der Grenzflächen in Kompositelektroden im Fokus. Im Fall der Kompositkathode soll der Einfluss der Elektrodendicke, welche maßgeblich für die Flächenkapazität verantwortlich ist, auf die Transporteigenschaften und Alterungseffekte untersucht werden. Die Degradationskinetik von Kompositanoden soll mit Hilfe von einem quantitativen Model beschrieben werden. Zusätzlich zu den Untersuchungen an Kompositelektroden soll die Grenzflächenstabilität zwischen Lithium Metall und dem Festkörperelektrolyten analysiert werden. Die breite Aufstellung des Konsortiums erlaubt eine leistungsstarke Kombination von fortschrittlichen Charakterisierungstechniken und Modellierungen zum Einsatz, um diese Fragestellungen zu klären. Das hier beantragte Teilvorhaben wird dabei durch gezielte 3D-tomographische Analysen der Mikrostruktur der Elektroden dazu beitragen, optimale Transportpfade zu identifizieren und deren Änderung über die Lebensdauer der Elektrode zu verfolgen. Ergänzend zur 3D-tomographischen Analyse wird der Mechanismus des Kapazitätsverlusts beim Zyklisieren durch fortgeschrittene chemische Analyse tiefer ergründet. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse über die Degradationsprozesse werden Vorschläge und Konzepte zur Verbesserung der Grenzflächenstabilität und der damit verbundenen Erhöhung der Zyklenstabilität entwickelt. Mit diesem Ziel baut das Projekt auf den erfolgreichen Vorgängerprojekten InCa und InCa2 auf und entwickelt es durch die Einbeziehung unterschiedlicher Anodenkonzepte erheblich weiter.