Description: Das Projekt "MiCha - Mikrostrukturcharakterisierung von Elektroden und Wirkzusammenhänge mit Elektrodenperformance und -alterung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Materialien - Elektrochemische Technologien durchgeführt. Energiedichte, Stromratenfähigkeit und Lebensdauer von Li-Ionen-Batterien werden maßgeblich durch die Mikrostruktur der Materialien und Elektroden bestimmt. Neben makroskopischen Parametern wie Schichtdicke und Massebeladung sind mikroskopische Eigenschaften wie Aktivmaterialpartikelgröße und -form, Verteilung und Struktur von Leitruß und Binder, Porosität, Porenverteilung und Tortuosität entscheidend für die Zellperformance. Um wettbewerbsfähige Zellen in Deutschland produzieren zu können, sind fundierte Kenntnisse der Zusammenhänge dieser Eingangsparameter mit den geforderten Zelleigenschaften (Zielgrößen) unabdingbar. Dies erfordert passgenaue Analysemethoden mit effizienten, standardisierten Vorgehensweisen, die eine umfängliche Analyse der relevanten Parameter reproduzierbar auch im industriellen Umfeld ermöglichen. Neuheitsgrad und Attraktivität des in MiCha vorgeschlagenen Lösungsansatzes bestehen im Zusammenführen sich ergänzender, skalenübergreifender Analyseverfahren, die gezielt hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Effizienz (Präparation, Messung und Auswertung) weiterentwickelt und zu robusten Charakterisierungs-Workflows (inkl. Probenahme, Präparation und Auswertung) kombiniert werden. Diese werden Industrie- und Forschungspartnern im Dachkonzept 'Forschungsfabrik Batterie' zur Verfügung gestellt, um so eine schnellere Zellentwicklung zu fördern. Am KIT stehen tomographische Verfahren (FIB, My CT) im Fokus, die in MiCha hinsichtlich Reproduzierbarkeit, Robustheit und effizienter Auswertung optimiert werden. Neue Ansätze wie die operando- My CT zur Auflösung struktureller Veränderungen im Lade-/Entladevorgang werden entwickelt und zur Analyse elektrochemisch-mikrostruktureller Wechselwirkungen eingesetzt. Der Abgleich zwischen dreidimensional auflösenden aber zeit- und kostenaufwendigen Tomographieverfahren und konventioneller Licht- und Lasermikroskopie erfolgt im Hinblick auf den Einsatz der Verfahren in Qualitätssicherung und Prozesskontrolle.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Lithium-Ionen-Akkumulator ? Bundesrepublik Deutschland ? Batterie ? Elektrochemische Analyse ? Industrie ? Qualitätsmanagement ? Analyseverfahren ? Lebenserwartung ? Zelle ? Kenngröße ? Probenahme ? Alterung ? Auflösungsvermögen ? Elektrode ? Porosität ? Wechselwirkung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-01-01 - 2023-12-31
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