Aktivmaterialien

Vielversprechender Ansatzpunkt der Forschung ist die Arbeit an Aktivmaterialien – den chemisch aktiven Substanzen, die für die Energiespeicherung in Batterien verantwortlich sind. Seinen Fokus legt das Team in diesem Kompetenzbereich auf Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Besondere Expertise weisen die Wissenschaftler*innen in der Synthese, Modifikation und elektrochemischen Charakterisierung von neuartigen Aktivmaterialien und deren Kombination auf.

Mit verbesserten Materialien und Prozessen den Standard optimieren: Lithium-Ionen-Technologie

Ziel des Forschungsteams ist es, neue Materialien und Materialkombinationen, welche sich für die Speicherung von Lithium-Ionen eignen, zu entwickeln und zu charakterisieren – um so die Leistungsfähigkeit der Energiespeicher weiter zu steigern. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuartiger Anoden- und Kathodenmaterialien wie beispielsweise Silizium-Kohlenstoff-Komposite und Nickel-reiche Schichtoxide (NCM, NCA), die eine höhere Energiedichte und Leistung ermöglichen. Bei Elektrofahrzeugen führt dies zu einer verbesserten Reichweite und einer optimierten Schnellladefähigkeit; beides entscheidende Wegbereiter für die erfolgreiche Ausweitung der Elektromobilität.

Auch in der Entwicklung von Elektrolytadditiven– den Zusätzen, die für bessere Leitfähigkeit sorgen sollen – konnte das MEET Team bereits wichtige Beiträge leisten: Unsere Patente und Veröffentlichungen zu Additiven für Nickel-reiche Kathoden und Silizium-Anoden für Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen prägen die Batterieforschung.

Neben der Entwicklung neuer Materialien arbeiten die Wissenschaftler*innen daran, bereits etablierte Materialien für Lithium-Ionen-Batterien zu optimieren. So gelang es dem Team die Lebensdauer kommerzieller Materialien durch Beschichtungen signifikant zu erhöhen oder die Elektrodenprozessierung von Anoden- und Kathodenmaterialien zu verbessern. Insbesondere die Stabilisierung der Materialoberflächen bzw. Grenzflächen ist dabei ein zentraler Ansatzpunkt.

Einen weiteren Fokus legen unsere Forscher*innen auf die Entwicklung neuartiger oder verbesserter Methoden zur Pre-Lithiierung Silizium-basierter Anodenmaterialien. Bei dieser Technik werden aktive Lithiumverluste in den Batteriezellen ausgeglichen, um dadurch Energiedichte und Performanz der Lithium-Ionen-Batteriezellen zu erhöhen.