Individual project
AdamBatt-2 - Advanced Applied Materials for Solid-State Batteries 2
Funder: Federal Ministry of Research, Technology and Space, former: Federal Ministry of Education and Research
Period: 2023-2026
URI: https://www.fz-juelich.de/de/iet/iet-1/projekte/adambatt
Detailed description:
Unter den zahlreichen, kommerziell verfügbaren Batterietypen sticht die Lithium-Ionen-Batterie (LIB) als der Energiespeicher mit einer hohen Energie-/ Leistungsdichte, hoher Zuverlässigkeit und einer langen Zykluslebensdauer heraus. Der ständig wachsende Bedarf an leistungsstärkeren Batterien bringt aktuelle Batteriekonzepte jedoch an ihre Grenzen. Die meisten Batteriehersteller produzieren Batterien mit flüssigen Elektrolyten, die zu schwerwiegenden Auslauf- und Korrosionsprobleme führen können, die ihre Lebensdauer verkürzen oder im schlimmsten Fall sogar Feuer oder Explosionen verursachen. Die Verwendung von Festelektrolyten, die aus Polymeren oder anorganischen Materialien bestehen, erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern bietet auch eine hohe Flexibilität bei der Architekturgestaltung der Batterien. Festkörperbatterien auf Basis von polymeren oder keramischen Ionenleitern bieten zwar höhere Sicherheit, können aber in Punkto Leistungsfähigkeit noch nicht mit konventionellen LIB mithalten. Hier setzt das Konzept des Forschungsprojektes „AdamBatt“ an.
Ziel der Arbeiten im Teilprojekt des Forschungszentrum Jülich ist die Herstellung und Optimierung keramischer Materialien für den Einsatz in hybriden Festkörperbatterien mit hoher Leistungs- und Energiedichte bei gleichzeitig hoher Eigensicherheit. Hierfür soll die Optimierung wissensbasiert erfolgen, das heißt, ein vertieftes Verständnis der Ionentransportprozesse an Grenzflächen soll durch die Kombination von Simulationen und NMR-Untersuchungen an Hybridelektrolyten erreicht werden.
Die Überprüfung von atomistischen Simulationen zu Ionenbewegungen im Bulk und an Grenzflächen erfordert den gezielten Einsatz von spektroskopischen Methoden, die eine Vergleichbarkeit der Resultate gewährleisten. Diese Charakterisierung wird mittels NMR durch das IEK-9 geleistet.
Durch den übergreifenden Ansatz Experiment-Charakterisierung-Modellierung sollen innovative Materialien und Technologien entwickelt werden, die als Grundlage dienen, um die Kommerzialisierung von Li-basierten Festkörperbatterien voranzutreiben.
Unter den zahlreichen, kommerziell verfügbaren Batterietypen sticht die Lithium-Ionen-Batterie (LIB) als der Energiespeicher mit einer hohen Energie-/ Leistungsdichte, hoher Zuverlässigkeit und einer langen Zykluslebensdauer heraus. Der ständig wachsende Bedarf an leistungsstärkeren Batterien bringt aktuelle Batteriekonzepte jedoch an ihre Grenzen. Die meisten Batteriehersteller produzieren Batterien mit flüssigen Elektrolyten, die zu schwerwiegenden Auslauf- und Korrosionsprobleme führen können, die ihre Lebensdauer verkürzen oder im schlimmsten Fall sogar Feuer oder Explosionen verursachen. Die Verwendung von Festelektrolyten, die aus Polymeren oder anorganischen Materialien bestehen, erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern bietet auch eine hohe Flexibilität bei der Architekturgestaltung der Batterien. Festkörperbatterien auf Basis von polymeren oder keramischen Ionenleitern bieten zwar höhere Sicherheit, können aber in Punkto Leistungsfähigkeit noch nicht mit konventionellen LIB mithalten. Hier setzt das Konzept des Forschungsprojektes „AdamBatt“ an.
Ziel der Arbeiten im Teilprojekt des Forschungszentrum Jülich ist die Herstellung und Optimierung keramischer Materialien für den Einsatz in hybriden Festkörperbatterien mit hoher Leistungs- und Energiedichte bei gleichzeitig hoher Eigensicherheit. Hierfür soll die Optimierung wissensbasiert erfolgen, das heißt, ein vertieftes Verständnis der Ionentransportprozesse an Grenzflächen soll durch die Kombination von Simulationen und NMR-Untersuchungen an Hybridelektrolyten erreicht werden.
Die Überprüfung von atomistischen Simulationen zu Ionenbewegungen im Bulk und an Grenzflächen erfordert den gezielten Einsatz von spektroskopischen Methoden, die eine Vergleichbarkeit der Resultate gewährleisten. Diese Charakterisierung wird mittels NMR durch das IEK-9 geleistet.
Durch den übergreifenden Ansatz Experiment-Charakterisierung-Modellierung sollen innovative Materialien und Technologien entwickelt werden, die als Grundlage dienen, um die Kommerzialisierung von Li-basierten Festkörperbatterien voranzutreiben.
