Hybridstrukturen aus Phosphoolivinen des Typs LiMPO4 mit C-Nanofilamenten für Li-Ionen-Batterien: Präparation, Eigenschaften und Anwendungspotentiale

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Das Ziel des Antrags ist weiterhin die Etablierung eines neuen Hybridkonzepts für Kathodenmaterialien in Li-Ionenbatterien aus elektrochemisch aktiven Phosphoolivinen des Typs LiMPO4 (M=Co, Ni, Mn, Fe) und geordneten Kohlenstoffnanofilamenten (CNFs). Nachdem inzwischen der Beschichtungsprozess beherrscht wird, stehen in der letzten Förderperiode die Bauteileigenschaften im Vordergrund. Hierzu ist der Einfluss der einzelnen Freiheitsgrade der Hybridstruktur wie Länge, Durchmesser und Abstand der CNFs voneinander, Dicke, Mikrostruktur und Bedeckungsgrad der Phosphoolivinschichten sowie der Kontaktierung auf die Leistungskenndaten aufzuklären. Außerdem ist die optimale Kombination und Anordnung aus Stromableitern, Separator und Elektrolyt (einschließlich ionischer Flüssigkeiten) zu finden, um möglichst hohe spezifische Speicherkapazitäten und gleichzeitig eine sehr gute Hochstrombelastbarkeit zu erreichen.Am Ende dieses Projekts sollen durch Überwindung der schlechten elektronischen Leitfähigkeit im Hybrid mit Kohlenstoff die potenziell erreichbaren Kenngrößen und die wirksamen Degradationsmechanismen für Phosphoolivin-Kathoden in Li-Ionenbatterien zur Verfügung stehen und so eine Bewertung dieser Materialklasse für die elektrochemische Energiespeicherung ermöglicht werden.