Verbundvorhaben DESIREE: Defektspinelle als Hochenergie- und Hochleistungsmaterialien zur elektrochemischen Energiespeicherung, Teilprojekte: Partikelmikrostrukturierung und Modellsysteme, Makroskopische und atomistische Analyse von elektrochemischen Vorgängen

Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens ist, durch Vernetzung der führenden Materialforschungsinstitutionen in Deutschland, das systematische Maßschneidern von Aktivmaterialien mit schnellen Ionentransportvorgängen für Hochleistungs-Batterien. Ziele der Teilprojekte im Forschungszentrum Jülich sind einerseits die wichtige Erkenntnisse, wie Ergebnisse aus der Synthese und Formgebung von oxidischen Kathodenwerkstoffe aus grundlagenorientierten Arbeiten in einen Technikums Maßstab umgesetzt werden können. Anderseits zielen die Arbeiten auf die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit und die Identifizierung der für die Begrenzung des Ladungstransports maßgeblichen Mechanismen. Mittels Korrelation von Ergebnissen auf atomistischer Ebene mit den elektrochemischen Eigenschaften sollen Wirkungszusammenhänge abgeleitet werden, die eine systematische Materialentwicklung in diesem Bereich ermöglichen. Am Forschungszentrum Jülich werden in den beiden Teilprojekten oxidischen Kathodenwerkstoffe mittels nasschemischer Verfahren (IEK-1) und über eine Mischoxidroute synthetisiert (IEK-9). Die atomistischen Vorgänge werden in Bezug auf die Defektstruktur mit EPR und in Bezug auf den Ladungstransport mit NMR analysiert. Mit Messungen der elektrochemischen Eigenschaften an den aus diesen Materialien hergestellten Batterien werden die makroskopischen Eigenschaften des Materials und damit die Eignung für einen Einsatz in technisch anwendbaren Batterien bestimmt.