„in operando“ Untersuchungen von Li(Ni,Co,Mn)O2 Kathodenma-terialien (NCM) mittels lokaler und globaler Methoden zur Struk-turuntersuchung – Materialmodifikation und -ermüdung

Prof. Dr. Helmut Ehrenberg, Materialwissenschaft Darmstadt,
Robert Bosch GmbH, Stuttgart
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Lithiumionenbatterien zeichnen sich neben der hohen Energieeffizienz durch gleichzeitig hohe spezifische Energie- und Leistungsdichten aus. Sie sind deshalb nicht nur aussichtsreiche Kandidaten für die stationäre Zwischenspeicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen, sondern auch die bevorzugten Energiespeichersysteme für die Elektromobilität. Aufgrund der sehr komplexen Vorgänge in einer solchen Batterie, erfordern Materialverbesserungen ein Verständnis der beim Betrieb ablaufenden Prozesse und der wichtigsten Degradationsmechanismen. Durch dieses Transferprojekt werden die bereits im Sonderforschungsbereich etablierten Untersuchungsmethoden durch die paramagnetische Elektronenresonanzspektroskopie (EPR) auf atomare Dimensionen ausgedehnt werden. Durch geeignete „in operando“ Experimente können so defektchemische Prozesse untersucht werden, die in Kombination mit den bereits vorhandenen Methoden zu einem Gesamtbild der Ermüdungserscheinungen bei hohen Zyklenzahlen beitragen. Darauf aufbauend sollen Ansätze für verbesserte Materialkonzepte abgeleitet werden, die aufgrund der Zusammenarbeit mit dem Industriepartner mittelfristig Eingang in Produkte finden.