Am Helmholtz Zentrum Berlin wurden erstmals Li/S-Akkus im Pouchzellen-Format mit unterschiedlichen Elektrolyten untersucht. Die Analyse gibt Aufschluss über die Bildung und Ablagerung von unerwünschten Partikeln.
Radiographien von Li/S-Pouchzellen
R. Müller, S. Risse / HZB
Im Rahmen des BMBF-geförderten Projektes "HiPoLiS" wurden am Helmholtz Zentrum Berlin HZB erstmals multimodale Untersuchungen an in Betrieb befindlichen Li/S-Pouchzellen durchgeführt. Mit einer eigens entwickelten Messzelle wurden in Zusammenarbeit mit Teams der TU Dresden sowie des Fraunhofer IWS zunächst einlagige Li/S-Zellen mit unterschiedlichen Elektrolyten untersucht. Dabei kombinierten sie Auswertungen der Messdaten mit den Analysen der Röntgenradiographie.
Die Sensoren in der Messzelle erfassen die elektrochemische Impedanz, die Temperatur, aber auch mechanische Kräfte auf den Elektroden. Zusätzlich wird die Pouchzelle während des gesamten Betriebs mit Röntgenlicht durchleuchtet, um eine Radiographie zu erstellen, aus der sich auf die chemischen Abscheidungsprozesse schließen lässt. Die Analyse zeigt den Einfluss des genutzten Elektrolyten auf die Partikelbildung. "So konnten wir Aussagen über die Bildung und Ablagerung von Schwefelpartikeln und Polysulfiden im Lauf der Ladezyklen treffen", sagt Dr. Rafael Müller, der als Postdoc in der Elektrochemie-Gruppe von Risse forscht.
Erster Einsatz in einer Drohne
Publiziert wurde die Studie im "Advanced Energy Materials". Die Forscher wollen im Projekt HiPoLiS unter anderem die Reichweite einer Logistikdrohne des Projektpartners Wingcopter mit den verbesserten Pouchzellen erhöhen. Dafür fertigt das Fraunhofer IWS Li/S Zellen mit bis zu 40 Lagen.