PräLi

Über das Projekt

Um die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen Batterien mit höheren Energiedichten abzudecken, werden Ansätze mit Silizium als vielversprechendes Aktivmaterial untersucht. Nachteilig an der Verwendung von Silizium ist, dass Silizium zu einer reduzierten Lebensdauer, bedingt durch die großen Volumenschwankung während der Lade- und Entladephase, führt. Dies führt zu einer erhöhten SEI Bildung, und damit einhergehend zu einem höheren irreversiblen Verlust an Lithium. Um diesen Verlust an Lithium zu reduzieren und um den Gebrauch von Silizium nachhaltig zu gestalten, werden verschiedene Prozesstechnologien untersucht, mit der Zielsetzung die verfügbare Menge an Lithium in der Batterie zu erhöhen.

Ziel des Projektes ist es, einen umfassenden, kontinuierlichen elektrochemischen Prozess für die Prälithiierung von Elektroden zu etablieren, wodurch der Verbrauch des Lithiums während der Zyklisierung der Zelle kompensiert wird. Vorteilhaft durch diese innovative Prozesstechnik wäre, dass Silizium in größeren Mengen beigemischt werden kann, woraus letztendlich sowohl eine höhere Energiedichte, als auch eine stabilere Lebensdauer resultiert.

Innerhalb des Projektes werden verschiedene Prozesstechniken zur Prälithiierung von Elektroden evaluiert. Das ifs befasst sich mit einem diskontinuierlichen Verfahren, bei dem eine Dünnschicht-Prälithiierung mittels PVD (physical vapour deposition) als Opfer-Top-Coating auf der Elektrode aufgebracht wird. Dies fungiert dazu, ein Lithium-Reservoir zu generieren, auf welches während des ersten Lade- und Entladezyklus zurückgegriffen werden kann.