Das Projekt "Teilvorhaben D: 'Li-S-Si-Batterie'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie durchgeführt. Der Lehrstuhl Technische Elektrochemie (TEC) der Technischen Universität München (TUM) entwickelt im Rahmen dieses Projekts zwei Optionen zur Einbringung von Lithium in Lithium-Schwefel-Silicium (Li-S-Si) Batterien via Verwendung von: 1) stabilisierten Lithiummetallpartikeln (SLMP) in Kombination mit Schwefelkathoden und Siliciumanoden oder 2) Lithiumsulfid (Li2S) Kathoden in Kombination mit Siliciumanoden. Des weiteren werden in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Moniek Tromp an der Universität Amsterdam in-situ Untersuchungen zur SEI Bildung an Siliciumelektroden in verschiedenen Elektrolyten durchgeführt, um die SEI Stabilität an Siliciumanoden für Li-S-Si oder Lithiumionen Batterien zu bestimmen. Die Aktivierung von eingebrachtem SLMP in Li/S Haibzellen wird mittels in-situ XRD und die eventuell auftretende Gasung mittels on-line Massenspektrometrie bestimmt. Im Anschluss wird die Effizienz der in-situ Lithiierung mit SLMP in Li-S-Si Vollzellen untersucht. Alternativ hierzu werden Li2S-Kathoden entwickelt, deren spezifische Kapazität und Zyklenstabilität als Funktion der Li2S Partikelgroesse (via Laserstreuung und Rasterelektronenmikroskopie (REM)) und der durch gezielte Kalandrierung erzeugten Elektrodenporosität untersucht wird. Die Aktivierung der Li2S-Partikel wird mittels in-situ XRD verfolgt. Letztlich wird die Stabilität von Li2S-Silicium Vollzellen in verschiedenen Elektrolyten untersucht. Mittels operando Röntgenabsorptions spektroskopie (XAS) wird die Speziierung der Polysulfide in Elektrolyten mit unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante untersucht (in Zusammenarbeit mit Prof. Tromp), um die grundlegenden Alterungsprozesse zu bestimmen. Des Weiteren wird die SEI Bildung und Stabilität an Siliciumanoden in Li-S-Si und Lithiumionen Batterien mittels Röntgenkleinwinkelstreuung bestimmt.