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DBU aktuell Nr. 3 | März 2013 Mailen Drucken

Informationen aus der Fördertätigkeit der Deutschen Bundesstiftung Umwelt
2.) Lithium-Ionen-Akku mit hochspeicherfähiger Anode
Mischer zur Vorbereitung der Elektrodenpulver © o.m.t.
Mischer zur Vorbereitung der Elektrodenpulver: Das ungiftige und umweltverträgliche Lithium-Eisenphosphat konnte hinsichtlich seiner Leit­fähigkeit und Feuchtigkeitsempfindlichkeit deutlich verbessert werden.

Im Bereich der Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist das System Lithium-Eisenphosphat sehr aussichtsreich, insbesondere für den Einsatz in der Automobil- und Kraftwerksindustrie. In einem früheren DBU-Projekt wurde ein innovativer Ansatz zur Erhöhung der ionischen und elektrischen Leitfähigkeit des Kathodenmaterials entwickelt. Die Pulvereigenschaften konnten hinsichtlich Leitfähigkeit und Feuchtigkeitsempfindlichkeit deutlich verbessert werden.

Zusätzlich wurde nun auf der Anodenseite ein ebenfalls innovativer Ansatz zur Erzielung höherer Leistungs­fähigkeit entwickelt. Aufgesetzt wurde auf die im Markt bereits vorhandene Siliziumtechnologie. Silizium hat als Anoden­material die höchste bekannte Energiedichte zur Speicherung von Lithium. Der Nachteil liegt in großen Volumen­veränderungen bei den Lade- und Entladevorgängen. Diese Probleme konnten mit der Anwendung von Nanopulvern gelöst werden. Deren hohe Störstellendichte führt zu geringeren Volumen­effekten und verbessert die Diffusion des Lithiums.

Die zusätzliche Behandlung der Nanopulver mit physikalischen und plasmachemischen Abscheidungstechniken erlaubt eine große Variabilität an stofflichen Zusammensetzungen und Strukturierungen. Ein weiterer wichtiger Entwicklungsaspekt war die Verbesserung der Korrosions­festigkeit der aus Aluminium bestehenden Stromkollektorfolien, auf die das elektroaktive Silizium-Anodenmaterial aufgebracht wird. Mit einer speziellen Plasmabeschichtung lassen sich hier die Übergangswiderstände minimieren.

Die in den DBU-Projekten entwickelten technischen Lösungen wurden in eine im Jahr 2012 bei der ecc Repenning GmbH (Geesthacht) realisierte Produktion von Lithium-Akkus (vorrangig für stationäre Anwendungen) eingebracht. Große Zyklenstabilität und hohe Toleranz gegenüber Ladespitzen zeichnen diese Akkus aus.

www.eccbatteries.com
www.omt.de

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