2017-09-01  –  2021-02-28

375.547,00 EUR

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) - Institut für Textilchemie und Chemiefasern (ITCF), Denkendorf, Baden-Württemberg

03ETE003D

Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]

01169972/1  –  FiMaLiS

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

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 Rasterelektronen-mikroskopie, 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. lonische Flüssigkeiten (ILs) sollen für den Einsatz als Elektrolyte in Li-S-Batterien 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. Das ITCF führt spezielle Analysen durch, die anderweitig nicht verfügbar sind. Hierzu gehören die Rasterelektronenmikroskopie (REM), die SAXS/WAXS-Analyse der Fasern zur Bestimmung des Kristallinitätsgrades, der Ausrichtung und der Porosität sowie die thermische Analyse (DSC-TGA- FT-IR-MS) für ein besseres Verständnis des Umwandlungsprozesses von PAN zu SPAN durch Analyse der bei der thermischen Umwandlung erzeugten Nebenprodukte. Außerdem führt das ITCF die sekundäre Faserverarbeitung zur Optimierung der Porosität und Kristallinität für eine optimale Schwefelimprägnierung und einen hohen endgültigen S-Gehalt (> 55 Gew.-%) durch.