Sichere Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Hanemann
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 288105319

Ziel des hier beantragten Vorhabens mit dem Titel Sichere Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien ist die Entwicklung neuartiger Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien mit einer signifikanten Reduktion der ausgeprägten Entflammbarkeit derzeitiger kommerzieller Systeme. Basierend auf den Ergebnissen der ersten Förderperiode mit der Entwicklung dreier Basiselektrolyte mit Flammpunkten deutlich über 100 °C in Kombination mit thermisch stabilen Leitsalzen und der erstmaligen Verwendung von CO2-freisetzenden Flammschutzmitteln, wie z.B. Lithiumoxalat, in der Zelle als Elektroden- oder Separatorbeschichtung, soll die Eignung dieser neuen sicheren Elektrolyt-Systeme auch in den anwendungsrelevanten klein- und großformatigen Pouch-bag-Zellen systematisch untersucht werden. Grundlage dafür ist, dass die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die elektrochemische Performanz (Spannungs- und Zyklenstabilität) der Zellen bei einem gleichzeitigen deutlichen Gewinn an Sicherheit im Vergleich zum kommerziellen Elektrolyten nicht negativ beeinflusst wird. In einem zweiten Ansatz sollen geeignete Flammschutzmittel direkt in die Elektroden-schichten integriert werden, um den effektiven Anteil der Flammschutzmittel zu erhöhen und eine zukünftige Integration in die Zelle zu vereinfachen. Eine umfangreiche chemische Analytik, speziell der gasförmigen Verbindungen, welche beim thermischen Durchgehen entstehen, soll zielgerichtet die notwendige Konzentration, die Wirkweise und die Wirksamkeit der Flammschutzmittel ermitteln und die Sicherheit zukünftiger Zellen verbessern helfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen