Verbundprojekt: FiMaLiS- Monolithische, faserbasierte Hybrid-Kathodenmaterialien für zyklusstabile Lithium-Schwefel-Hochleistungsbatterien mit großer spezifischer Oberfläche; TV: Materialsynthese, PAN-Fasern / -Blends
Zeitraum
2017-09-01 – 2021-02-28
Bewilligte Summe
243.812,38 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETE003C
Leistungsplansystematik
Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Im Projekt sollen Schwefel/Polyacrylnitril (SPAN)-Komposite untersucht werden. Der SPAN-Komposit soll als monolithischer-, Faser- sowie als Monolith/Faser-Hybrid-Komposit ausgestaltet sein und charakterisiert werden. Die erhaltenen Ergebnisse sollen mit der chemischen Struktur und Morphologie korreliert und für weitere Optimierungen herangezogen werden. Neben der Polymersynthese für das Monolith-Design und die Monolith-Synthese (Anpassung der Porosität), müssen dazu faserbasierte Hybrid-PAN-Materialien, die Infiltration der PAN-basierten Hybridmaterialien mit Schwefel, die Umwandlung in SPAN, die Charakterisierung der SPAN-Materialien, adressiert werden. Analysen werden Rasterelektronenmikroskopie, XRD-Analysen, Analysen zur Ausrichtung und Porosität, thermische Analyseverfahren sowie XPS-Verfahren beinhalten. Neuartige Copolymere auf PAN-Basis sowie PAN basierte Polymermischungen werden entwickelt, um Fasern mit unterschiedlichem Dehnungsverhältnis und Titer für monolithische faserbasierte Hybrid-SPAN-Materialien zu erhalten. Ionische Flüssigkeiten (ILs) sollen für den Einsatz als Elektrolyte in Li-S-Akkumulatoren entwickelt und hergestellt werden. Schließlich sollen elektrochemische Lade- und Entladetests, die mit realen Bedingungen vergleichbar sind, im Hinblick auf die Anwendung im Bereich Elektromobilität durchgeführt werden. Die Dralon GmbH entwickelt und produziert neuartige Copolymere auf PAN-Basis sowie PAN-basierte Polymermischungen und wandelt diese in Fasern mit unterschiedlichem Dehnungsverhältnis und Titer zur Verwendung in monolithischen faserbasierten Hybrid-SPAN-Materialien um. Die Fasern werden am ITCF Denkendorf analysiert und weiterverarbeitet (verstreckt). Die Entwicklung bei Dralon wird dabei wesentlich durch die Ergebnisse des Instituts für Polymerchemie bei der Umwandlung der PAN-basierten Fasern in SPAN-Fasern beeinflusst.
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