FB2-Hybrid - Querschnittsplattform Hybridisierung

Abstract

Die Entwicklung hochleistungsfähiger Lithium-Metall-Batterien ist eine der vielversprechendsten Möglichkeiten für eine weitere Steigerung der Energiedichte. Aktuell ist die einzige am Markt verfügbare Technologie eine Lithium-Polymer-Batterie. Aufgrund der geringen ionischen Leitfähigkeit bei Raumtemperatur müssen diese Batteriezellen jedoch bei Temperaturen im Bereich von 60-80 °C betrieben werden. Zudem verhindert die geringe elektrochemische Stabilität des enthaltenen PEO-basierten Elektrolytsystems gegenüber hohen Zellspannungen die Nutzung von Hochenergie-Kathodenmaterialien. Die Arbeiten im Rahmen von FB2-Hybrid bauten auf den bereits sehr guten Ergebnissen von FestBatt-1 auf, um diese Herausforderungen zu adressieren und zu bewältigen. Ziele waren die erfolgreiche Entwicklung, Optimierung und Validierung intelligenter Hybridelektrolytsysteme basierend auf einer keramischen und einer polymeren Phase. Hierfür wurden verschiedene Zellkonzepte und Elektrolytarchitekturen entwickelt, wobei der Fokus der Arbeiten am HIU auf der Entwicklung geeigneter polymerer Phasen für solche Systeme lag, inklusive der Einbringung in die keramische Phase bzw. vice versa. Die Arbeiten wurden begleitet durch eine umfassende und systematische physikochemische und elektrochemische Charakterisierung und Ringversuche, um sicherzustellen, dass die erzielten Ergebnisse personen- und maschinen-unabhängig erhalten werden können.