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Schadeck, Ulrich ; Hahn, Markus ; Gerdes, Thorsten ; Krenkel, Walter ; Danzer, Michael A. ; Moos, Ralf:
Natriumborosilikatglas-Separatoren als Elektrolyt-Additiv Donator zur
Verbesserung der elektrochemischen Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien.
2020
Veranstaltung: Batterieforum Deutschland 2020
, 22.-24. Januar 2020
, Berlin.
(Veranstaltungsbeitrag: Sonstige
Veranstaltungsart,
Vortrag
)
Abstract
Separatoren für Flüssigelektrolyt-Lithium-Ionen-Batterien sind heutzutage überwiegend polymer-basiert und sind eine chemisch-passive Zellkomponente. In dieser Studie werden diese Separatoren mit ultradünnen Mikrometer-Glasflakes ersetzt. Das besondere hierbei ist die Wechselwirkung des Separatorenglases mit dem Batterieelektrolyten. Dabei werden Ionen aus dem Glas durch Fluor-wasserstoffsäure (HF) ausgewaschen, die typischerweise in LiPF6-haltigen Elektrolyten enthalten ist. Die Ionen wirken als Elektrolyt-Additiv, welches seine Wirkung „in vivo“ über viele hundert Be- und Entladungen entfalten kann und einen positiven Einfluss auf elektrochemische Parameter der Batteriezelle zeigt. Zur Vergleichbarkeit der jeweiligen zellalterabhängigen elektrochemischen Charaktistika werden Versuchszellen mit Separatoren verschiedener Glaszusammensetzungen untersucht und mit einem handelsüblichen Separator auf Polymerbasis verglichen. Die Separatoren werden in einer Graphit | Lithium-Eisenphosphat-Vollzellen-Konfiguration getestet. Es werden Lade-/Entladetests bei verschiedenen C-Raten bis 10C, Post-Mortem-Analysen, impedanz-spektroskopische Messungen und Analysen mittels der DRT-Methode durchgeführt, um die spezifischen Einflüsse auf die Zellalterung zu analysieren. Es wird gezeigt, dass die Ionen aus einem Natriumborosilikatglas neben dem positiven Nebeneffekt der HF-Getterung eine Modifikation der Elektrode/Elektrolyt-Grenzfläche (SEI) in Bezug auf ihre Leitfähigkeit bewirken und damit die Schnellladefähigkeit verbessern und gleichzeitig die Alterung der Batteriezelle verringern.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Veranstaltungsbeitrag (Vortrag) |
|---|---|
| Begutachteter Beitrag: | Ja |
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Forschungszentren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 10 Feb 2020 12:03 |
| Letzte Änderung: | 10 Feb 2020 12:03 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/54304 |