Calcium-Schwefel: innovative Materialentwicklung für nachhaltigere Batterien - "CaSino"

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Projekts "CaSino" lag darauf, die Leistungsfähigkeit der Calcium-Schwefel Batterietechnologie durch die Entwicklung geeigneter Zellkomponenten zu verbessern und deren Funktionsfähigkeit in einer industriekompatiblen Pouchzelle zu demonstrieren. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeiten lag auf der Stabilisierung der Calcium-Metallanode. Seitens DLR sind sowohl die Abteilung "Computergestützte Elektrochemie" (CEC) als auch die Abteilung "Elektrochemische Energietechnik" (ECE)des DLR-TT an der Entwicklung geeigneter Elektrolytsysteme und Grenzflächenprozesse beteiligt. Hierbei wurde insbesondere an neuartige Elektrolyte sowie an bestehende Erkenntnisse zu reversibel arbeitenden Calciumsalzen wie Ca[B(hfip)₄]₂ angeknüpft. Die experimentellen Arbeiten wurden durch ein kontinuumsbasierte Modellierung der Transport- und Grenzflächenprozesse ergänzt. Ziel war es, die komplexen Wechselwirkungen innerhalb hochkonzentrierter bzw. auf ionischen Flüssigkeiten basierender Elektrolyte sowie an der Metall/Elektrolyt-Grenzfläche zu validieren. Die im Projekt entwickelten Anoden-, Kathoden- und Elektrolytkomponenten wurden schließlich zusammengeführt, in kleinformatige Ca-S-Pouchzellen und elektrochemisch hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bewertet.