SilKompAs - Silizium-basierte Kompositanoden zur Anwendung in sulfidischen Feststoffbatterien

Abstract

Ziel des Projekts SilKompAs ist die Erforschung einer siliziumhaltigen Feststoffbatterie ("solidstate battery", SSB) als Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien (LIB). Um hohe Sicherheit und hohe Kapazitäten zu ermöglichen, sollen dabei Silizium-Komposit-Anodenmaterialien zum Einsatz kommen. Dieses System wurde bisher erst wenig untersucht, in der Literatur waren vor Projektbeginn aber bereits vielversprechende Ansätze zu finden. Jedoch gibt es auch einige Herausforderungen zu meistern. Dazu gehört, dass Silizium bei der Lithiierung eine enorme Volumenausdehnung erfährt, was in SSB zu einer instabilen Grenzfläche zwischen Aktivmaterial und Elektrolyt führen kann. Das Ziel von SGL war es geeignete Si-C-Komposite zu entwickeln und herzustellen und auf die Anforderungen von SSB zu optimieren. Dabei konnte SGL auf ihre langjährige Erfahrung in der Si-C-Anodenmaterial Entwicklung für Flüssigelektrolyt-LIB zurückgreifen. Die Einstellung unterschiedlicher Ziel-Materialeigenschaften sollte dabei durch den Einsatz verschiedener Verfahren und Ausgangsstoffe vorgenommen werden. Drei Materialgenerationen sollten an die Projektpartner übermittelt werden, um deren Einsatz in SSB zu testen, den Einfluss von Kapazität und Morphologie zu verstehen und insbesondere Grenzflächeneffekte zu untersuchen. Das Projekt ermöglicht SGL, das Ziel der Erhöhung der Energiedichte der LIBbzw. SSB-Zellen unter Einhaltung einer anwendungsrelevanten Lebensdauer und Stabilität anzustreben, indem die Si-C-Komposite anhand des Feedbacks und der Ergebnisse der Materialstudien der Projektpartner in der SSB weiterentwickelt werden. Datei-Upload durch TIB