Elektrolyt

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Obwohl die Rolle des Elektrolyten oft als trivial bezeichnet wird, ist seine Funktion tatsächlich entscheidend und essentiell: Als Ionenleiter macht der Elektrolyt den Stromfluss zwischen Minus- und Pluspol und somit das Funktionieren einer Batterie überhaupt erst möglich. Aufgrund seiner Wechselwirkung mit allen anderen Aktiv- und Inaktivmaterialien, nimmt er eine Schlüsselfunktion im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Sicherheit der Batteriezelle ein und hat einen signifikanten Einfluss auf die chemischen und technologischen Eigenschaften der Batteriezelle, wie: Leitfähigkeit, elektrochemische und thermische Stabilität der Zelle, Entflammbarkeit der Aktivmaterialien und filmbildende Fähigkeit des Elektrolyten mit Auswirkung auf die sogenannte Solid Electrolyte Interphase (SEI).

Der Elektrolyt ist ein komplexes Multikomponenten-System aus bis zu 15 Einzelkomponenten. Neben den Hauptbestandteilen, dem Lösungsmittel und dem Elektrolytsalz, enthält ein Flüssigelektrolyt diverse Zusätze, z.B. Überladungsschutz-Additive, Filmbildungsadditive für Anoden (SEI-Bildner) und Kathoden (CEI-Bildner) oder Flammschutzmittel. Die Forschungsschwerpunkte am MEET liegen auf der Synthese/Entwicklung von kostengünstigen, elektrochemisch und thermisch leistungsfähigen Elektrolytsystemen sowie der Analyse der ionischen Leitfähigkeit, Alterung und elektrochemischen Stabilität sowie den Reaktionen an der Grenzfläche zwischen Elektrolyt und Elektroden. Ein spezieller Fokus liegt auf der Durchführung und Optimierung von Synthesen neuartiger und hochreiner Elektrolytbestandteile, insbesondere organischer Lösungsmittel, Leitsalze und Additive.

Auf dem Gebiet der Elektrolyte für elektrochemische Energiespeicher arbeiten das MEET und das Helmholtz-Institut Münster (HI MS) intensiv zusammen. Während es am MEET v.a. um die Verbesserung/Optimierung von Flüssig-
elektrolyten geht sowie um Sicherheits- und Alterungsanalysen im System Zelle, werden zukünftige Elektrolytsysteme und deren Komponenten, sowie daraus entwickelte Zellen vornehmlich im HI MS entwickelt.