Materials for Li-ion batteries
- Our publications in this field.
- Expert member of the Roadmapping Team LIB2015
- Member of 'Innovationsallianz LIB2015 der Bundesregierung'
- BMBF-Nachwuchsgruppe Nanoskaligkeit und Grenzflächeneffekte in neuen oxidischen Batteriematerialien (2009-2013)
- Priority Programme 1473 WeNDeLIB 'Werkstoffe mit neuem Design für verbesserte Lithium-Ionen-Batterien'
- Materialforschung an LiMPO4 für Lithium-Ionen-Batterien, BMBF German-Egypt Research Fund GER
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Materialforschung an LiMPO4 für Lithium-Ionen-Batterien, BMBF German-Egypt Research Fund GERF IV, 2017 - 2019. FKZ 01DH17036
Link Datenbank Umweltbundesamt -
BMWi Verbundprojekt HiKoMat - Werkstoffentwicklung hierarchisch strukturierter Kompositmaterialien für elektrochemische Energiespeicher.Teilprojekt: Hierarchisch strukturierte Phosphate und Silikate; Forschungsförderung im 6. Energieforschungsprogramm (2016 - 2019).
Link Datenbank Umweltbundesamt
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Trotz der hohen technologischen Relevanz sind in der Li-Elektrochemie viele der fundamentalen Fragestellungen noch nicht untersucht oder nicht vollständig verstanden. Genaue Kenntnisse zu Änderungen der elektronischen Struktur und des Interkalationsmechanismus liegen oftmals nicht vor, obwohl ein erweitertes Verständnis essentiell für eine höhere Stabilität und für die Vermeidung von Kapazitäts- und Leistungsverlusten, von schlechter Zyklierbarkeit und von Selbstentladung in Li-Ionen-Batterien ist. Die mit einem Li-Austausch einhergehenden Änderungen der Valenz von Metallionen in Oxiden haben oftmals drastische Auswirkungen auf die Eigenschaften der Materialien. Daher sind das verbesserte Verständnis der strukturellen und elektronischen Eigenschaften sowie die detaillierte Kenntnis über die Chemie und die Physik der Grenzflächen grundlegende Voraussetzungen für eine Optimierung des Speicherpotentials und den sicheren Einsatz von Li-Oxiden in Hochenergiespeichern.
Die Untersuchung einkristalliner Modellsysteme und Oberflächen sowie der Einsatz intrinsisch nanoskaliger Materialien stellen zwei komplementäre grundlagenwissenschaftliche Ansätze zur Optimierung von Materialien für den Einsatz in Li-Ionen-Batterien dar. Dabei werden einerseits werden in einem materialwissenschaftlich-chemischen Ansatz neue Li-Kathodenmaterialen in Form intrinsisch nanoskaliger Metalloxide hergestellt und getestet, um die Vorteile reduzierter Dimensionalität und erhöhter Oberfläche für die Prozesskinetik zu nutzen. Ergänzend dazu soll durch die Fokussierung einzigartiger Synthese- und physikalischer Untersuchungsmethoden auf Li-Elektrodenmaterialien und deren Grenzflächen das Verständnis der grundlegenden elektronischen und strukturellen Mechanismen beim Li-Austausch erweitert werden, um auf dieser Basis die Prozesse und Materialien hinsichtlich Stabilität, Kinetik und Speicherpotential der Zellen zu optimieren.
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Synthese und detaillierte physikalische und elektrochemische Untersuchung intrinsisch nanoskaliger Oxide
In diesem Ansatz soll der Einfluss der Größenreduktion auf potentielle Elektrodenmaterialien im Detail studiert und für die Materialoptimierung ausgenutzt werden. Dies wird durch Variation von Größe, Morphologie und spezifischer Oberfläche, aber auch durch die Auswahl geeigneter Metallionen mit großer Valenzbreite und einer Vielfalt an zugrundeliegenden Strukturen sowie der Verwendung moderner Methoden erreicht werden -
Material- und Prozessoptimierung durch ein verbessertes Verständnis des Li-Austausches im Elektrodeninneren und der Chemie/Elektrochemie an den Grenzflächen
Dabei werden einkristalline Modellsysteme synthetisiert und untersucht, um an 'perfekten' Modellmaterialien bzw. Oberflächen die grundlegenden elektronischen und strukturellen Mechanismen aufklären zu können. Neben modernen spektroskopischen bzw. physikalischen Methoden versprechen am IFW entwickelte Hochdrucksynthesetechniken bislang nicht herstellbare Einkristalle und somit neue Erkenntnisse.
Gefördert durch das BMBF im Rahmen der Innovationsallianz 'Lithium Ionen Batterie LIB2015 der Bundesregierung, DFG, Baden-Württemberg-Stiftung, DAAD, Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BmWi)
- From polystyrene waste to porous carbon flake
veröff. in Waste Management - TiO2/C nanocomposites
veröff. in J Mater Sci - Multiferroic α-Cu2V2O7
veröff. in NJP - Magnetism and phase diagram of MnSb2O6
veröff. in Phys. Rev. B