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Natriumborosilikatglas-Separatoren als Elektrolyt-Additiv Donator zur Verbesserung der elektrochemischen Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien

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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
Event: Batterieforum Deutschland 2020 , 22.-24. Januar 2020 , Berlin.
(Conference item: Other Event type, Speech )

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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.

Further data

Item Type: Conference item (Speech)
Refereed: Yes
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 10 Feb 2020 12:03
Last Modified: 10 Feb 2020 12:03
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/54304