Inaktivmaterialien

Schematischer Aufbau einer Kompositelektrode
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In der Forschung oft nicht im Fokus übernehmen inaktive Materialien wie Binder, Leitruße, Stromableiter oder Separatoren dennoch wichtige Funktionen in Batteriezellen. So verhindern beispielsweise die Separatoren einen Kurzschluss in der Zelle, indem die porösen Folien die elektrochemischen Reaktionen von Anode und Kathode voneinander trennen. Zudem können Separatoren signifikant die Wechselwirkung zwischen Anode und Kathode – den so genannten Crosstalk – und somit auch die Lebensdauer der Batteriezelle beeinflussen. Leitruße erzeugen ein Netzwerk und stellen so die elektronische und thermische Leitfähigkeit innerhalb der Elektroden sicher. Die Aufgabe von Bindern dagegen ist es, als eine haftende, aber gleichzeitig auch flexible Verbindung zwischen den verschiedenen Materialien der Elektrode zu wirken. Sie beeinflussen dadurch die elektrochemische Performanz der Elektrode.

Signifikanter Einfluss auf Batteriezellparameter

Auch wenn generell versucht wird, den Anteil der Inaktivmaterialien in Batteriezellen gering zu halten, da sie zusätzliches Gewicht und Volumen erzeugen, haben sie signifikanten Einfluss auf Aspekte wie Energiedichte, Leistungsdichte, Lebensdauer oder Sicherheit der Zellen. Beispiele der MEET Forschung zu Inaktivmaterialien sind Untersuchungen zur Stabilität des Aluminium-Stromableiters in unterschiedlichen Elektrolyten oder der Einfluss von Bindermaterialien auf die Stabilität Silizium-basierter Anoden.

Rasterelektronenmikroskopie-Aufnahmen eines Aluminium-Stromableiters nach Zyklisierung in unterschiedlichen Elektrolyten
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