Synthesis of Novel Solid Polymer Electrolytes in Graft Copolymer Architecture<\/p>\n
Der zunehmende Anteil von elektrischer Energie am Prim\u00e4renergiemix erfolgt in erster Linie durch zeitlich und \u00f6rtlich stark fluktuierende, erneuerbare Energietr\u00e4ger wie Wind und Solar. Dies macht die Erforschung und Weiterentwicklung elektrischer Energiespeichersysteme (Batterien bzw. Akkumulatoren) unabdingbar. Zus\u00e4tzlich werden f\u00fcr den Einsatz in Elektroautos Batterien mit hoher Leistungsdichte und Kapazit\u00e4t ben\u00f6tigt, die dar\u00fcber hinaus h\u00f6chsten Sicherheitsanspr\u00fcchen gerecht werden m\u00fcssen. Um noch signifikante Steigerungen in der Kapazit\u00e4t sowie der Arbeitsspannung von neuartigen Akkumulatoren zu erreichen, m\u00fcssen andere Elektrodenmaterialien (wie z.B. reine Lithium-Metall-Anoden) eingesetzt werden. Dies wiederum setzt die Entwicklung geeigneter Elektrolyt-Materialien mit hochkomplexem Anforderungsprofil voraus: Ausreichende ionische Leitf\u00e4higkeit bereits bei niedrigen Temperaturen, mechanische Stabilit\u00e4t zur Unterdr\u00fcckung unerw\u00fcnschten Dendrit-Wachstums an den Elektroden sowie m\u00f6glichst geringe Flamm- und Brennbarkeit sind dabei besonders wichtige Kriterien. In der hier vorgestellten Dissertationsarbeit wurde bis jetzt eine neuartige und \u00e4u\u00dferst vielseitige Syntheseplattform f\u00fcr feste Polymerelektrolyte entwickelt: Zun\u00e4chst wird Glycidylpropargylether (GPE) anionisch-ring\u00f6ffnend unter vollst\u00e4ndigem Erhalt der Alkin-Gruppe polymerisiert (Schema 1). Dieses Polymer P(GPE) ist mittels Click-Chemie monomer-analog mit azid-funktionalisierten Substituenten umsetzbar: Durch die Verwendung von LiTFSI-N3 (Schema 1, gr\u00fcn) wird das Lithium-Salz direkt mit der Polymer-Matrix verbunden, anstatt es sp\u00e4ter einzumischen. Zus\u00e4tzlich wird das delokalisierte TFSI-Anion direkt kovalent in das Polymer-R\u00fcckgrat eingebaut, wodurch es \u00f6rtlich fixiert wird und selbst nicht mehr an der Ionenleitf\u00e4higkeit teilnehmen kann. Durch den Einbau von zus\u00e4tzlichen Triethylenglycol-Einheiten (Schema 1, blau) kann der Anteil ionenleitender Spezies pro Lithium-Kation erh\u00f6ht werden. Die zus\u00e4tzlich verwendeten Benzyl-Einheiten (Schema 1, rot) erh\u00f6hen als Aromaten die mechanische Stabilit\u00e4t des Materials. Durch die gezielte Einstellung der drei verschiedenen Reaktanten kann gezielt ein Elektrolyt-Material mit den gew\u00fcnschten mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften hergestellt werden. Die so hergestellten P[GPE-(EG3-ran-Bn-ran-LiTFSI)] Elektrolyte wurden elektrochemisch charakterisiert, indem die temperaturabh\u00e4ngige ionische Leitf\u00e4higkeit, die Lithium-Transportzahl sowie die elektrochemische Stabilit\u00e4t mit geeigneten Methoden gemessen wurde.<\/p>\n
Schema 1.<\/strong> Polymerisation von GPE zu P(GPE) und anschlie\u00dfende Funktionalisierung mittels CuAAC-Click-Chemie. Quelle: Krimalowski, A.; Thelakkat, M. Sequential Co-Click Reactions with Poly(glycidyl propargyl ether) toward Single-Ion Conducting Electrolytes. Macromolecules<\/em> 2019<\/strong>, 52<\/em> (11), 4042\u20134051.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Synthesis of Novel Solid Polymer Electrolytes in Graft Copolymer Architecture Der zunehmende Anteil von elektrischer Energie am Prim\u00e4renergiemix erfolgt in erster Linie durch zeitlich und \u00f6rtlich stark fluktuierende, erneuerbare Energietr\u00e4ger wie Wind und Solar. Dies macht die Erforschung und Weiterentwicklung elektrischer Energiespeichersysteme (Batterien bzw. Akkumulatoren) unabdingbar. Zus\u00e4tzlich werden f\u00fcr den Einsatz in Elektroautos Batterien mit […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52433","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20017\/483","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Krimalowski","dbu_stipendiaten_vorname":"Alexander","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2017-10-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2020-09-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Universit\u00e4t Bayreuth
Makromolekulare Chemie 1
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