Die TU Graz hat das neue "Christian-Doppler-Labor für Festkörperbatterien" eröffnet. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Reduktion der Grenzflächenwiderstände innerhalb der Festkörperbatterie.
Mikrokontakt-Messstand zur Untersuchung elektrochemischer Eigenschaften von Festkörperbatterien
Rettenwander / TU Graz
Das neue "Christian-Doppler-Labor für Festkörperbatterien" wurde von der TU Graz gemeinsam mit dem Unternehmenspartner AVL gestartet. Im Fokus des neuen CD-Labors steht die Reduktion der Grenzflächenwiderstände innerhalb von Festkörperbatterien. Dort bilden sich hohe Widerstände aus, die einen schnellen Ionentransport zwischen den Elektroden verhindern, was zu einem deutlichen Leistungsverlust führt. So bilden sich im Fall von Lithium-Metall-Festkörperelektrolyten sogenannte Dendriten, die zu einem Kurzschluss führen können. Die Arbeit des Labors soll die Entwicklung von zukünftigen Feststoffbatteriemodulen vorantreiben.
Die Forscher gehen dabei mit mehreren Lösungsansätze vor. "Die Stromdichtenverteilung an den Grenzflächen lassen sich zum Beispiel homogenisieren, indem man Zwischenschichten mit fein abgestimmten Lithium-Transporteigenschaften einbringt. Im weiteren wollen wir alternative Ladeformen testen und anstelle von Gleichstrom verschiedene Pulsladeformen verwenden, um eine homogene Lithiumabscheidung zu erzielen", sagt Daniel Rettenwander vom Institut für Chemische Technologien von Materialien der TU Graz. Der Kontaktverlust durch Ausdehnung des Kathodenmaterials beim Laden und Entladen kann zudem mit einer Kombination aus keramischen und polymerbasierten Elektrolyten entgegen gewirkt werden. Allerdings benötige auch diese Grenzfläche wieder Modifikationen für eine verbesserte Bindung zwischen Keramiken und Polymer.