Neue Anoden- und Elektrolyt-Materialien für Lithium-Hochleistungsbatterien, Einfluss auf die SEI, elektrochemische Charakterisierung und Transportvorgänge

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Es werden neue Anoden- und Elektrolytmaterialien für Lithium-Batterien mit hoher Energiedichte entwickelt. Mehrkomponentige Anodenmaterialien (Legierungen und intermetallische Verbindungen) sollen überwiegend auf der Basis der Elemente C, Si, B, AI, Sn synthetisiert und charakterisiert werden. Hohe Lithiumkapazität und Zyklierbarkeit stehen dabei im Vordergrund. Neue Elektrolytmembranen sind auf der Basis von Polymeren und polymermodifizierten Hybrid- und Gelmaterialien herzustellen und zu testen. Wesentliche Ziele sind die elektrochemische Langzeitstabilität in den angestrebten Hochvoltbatterien und erhöhte Kurzschlusssicherheit durch eine besondere chemische und mechanische Stabilität. Ladungstransport, Diffusion, Mikrostruktur, elektrochemische Kinetik und Stabilität von Anoden- Kathoden- und Elektrolytmaterialien und ihren Grenzflächen (SEI) sollen systematisch mit NMR-Methoden und elektrochemischen Messtechniken untersucht werden. In enger Abstimmung mit den übrigen beteiligten Antragstellern in der DFG-Initiative sollen im ersten Dreijahreszeitraum verschiedene aussichtsreiche Materialkombinationen in Batteriemodellen getestet und damit die Voraussetzung für die nachfolgende engere Materialauswahl und Weiterentwicklung geeigneter Hochenergiespeicher geschaffen werden.