Verbundvorhaben DESIREE; Teilvorhaben: das Energiespeicherungsvermögen von Spinell-basierten Elektroden in Li-Ionen Batterien

Übergeordnetes Ziel ist die Bereitstellung verbesserter Kathodenmaterialien für Hochleistungsbatterien hoher spezifischer Energiedichte. Hierzu sind die bei neuen Spinellmaterialien relevanten Limitationen zu indentifizieren und die Materialien auf dem Verständnis der in den Spinellen ablaufenden Prozesse zu optimieren. Der Fokus liegt auf der Aufklärung des Wechselspiels zwischen Defekten, die für einen guten ionischen Transport wichtig und durch den zyklischen Li-Aus- und -Wiedereinbau auch unvermeidlich sind. Zu den im Gesamtverbund vorgesehen 7 Arbeitspaketen wird vorrangig zu AP2 Strukturaufklärung, AP4 magnetische Eigenschaften, AP5 Grenzflächenanalytik und AP7 Elektrochemische Charakterisierung beigetragen. Die methodische Expertise ist vorhanden, so dass mit Projektbeginn Untersuchungen an neuen Spinellen beginnen können. Durch elektrochemische Charakterisierungsverfahren werden die wichtigsten Kenngrößen zur Bewertung des Leistungspotenzials der neuen Materialien zunächst in einem standardisierten Test bestimmt. Aussichtsreiche Kandidaten werden durch eine umfassende Materialanalytik weiter untersucht, um neben den Wirkungsmechanismen auch die spezifischen Limitationen zu ermitteln. Durch systematische Untersuchungen von chemischen und strukturellen Variationen werden so Korrelationen zwischen der Zusammensetzung in dotierten Spinellen sowie kristallographischer Details und dem elektrochemischen Verhalten aufgeklärt und so eine gezielte Optimierung ermöglicht.