Energiespeicher-Technologie: Neuartiger Kathodenaufbau soll Batterien leistungsfähiger machen

Die Nachfrage nach leistungsstarken Batterien, zum Beispiel für die Elektromobilität oder Batterie-Speicherkraftwerke, ist groß. An der Hochschule für Technik und Wirtschaft Aalen wurde nun ein neuartiger Kathodenaufbau entwickelt, der die Kapazität, Energieeffizienz, Zyklenstabilität und Energiespeicherdichte von Lithium-Schwefel- und Lithium-Ionen-Batterien erhöhen soll.

 
Die Herstellungskosten der neuartigen Kathoden seien geringer als bei herkömmlichen Kathoden, berichtet die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH (Karlsruhe), welche die Patentierung der Erfindung betreut und sie lizenzieren und vermarkten soll.
Das Konzept stammt von Prof. Dr. Timo Sörgel, Dr. Seniz Sörgel und Dr. Sandra Meinhard.

Zusatz von Bindemitteln begrenzt Energiedichte der Kathode
Wenn das elektrochemisch aktive Material einer Kathode eine zu geringe elektrische Eigenleitfähigkeit aufweist, besteht das Kathodenmaterial üblicherweise aus einem Mehrkomponenten-Gemisch. Beispielsweise werden Kohlenstoffpartikel zur Erhöhung der Leitfähigkeit und Bindemittel zur Stabilisierung des Kathodenverbundes beigefügt. Das Gemisch wird dann auf den Stromsammler aufgebracht, der die Elektronen zum äußeren Stromkreis ableitet.
Der Zusatz von Bindemitteln und elektrisch leitfähigen Füllpartikeln sei nicht nur teuer, sondern begrenze auch die Energiedichte der Kathode, da der Volumenanteil des Bindemittels und der Füllpartikel zu Lasten des Aktivmaterials gehe, erklären die Forscher. Ein weiteres Problem sei der relativ hohe elektrische Widerstand zwischen den Grenzflächen der leitenden Füllpartikel im Kathodenverbund.

Kathodenkonzept beruht auf einem neuartigen Verbundmaterial
Das neue Kathodenkonzept beruht auf einem neuartigen Verbundmaterial, durch das die bauliche und stoffliche Trennung von Stromsammler und Kathodenmaterial entfalle. Das Kathodenmaterial könne in einem einstufigen kontinuierlichen Herstellungsverfahren galvanogeformt oder in Bandgalvanik-Anlagen beschichtet werden. Durch den neu entwickelten Herstellungsprozess könne der Anteil des Aktivmaterials in der Kathode erhöht werden, da die Beimischung von Bindemitteln und elektrisch leitfähigen Füllpartikeln überflüssig sei.

27.07.2014 | Quelle: TLB GmbH | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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