2017-04-01  –  2020-12-31

511.709,00 EUR

Constructor University Bremen gGmbH - Life Sciences & Chemistry, Bremen, Bremen

03ETE002C

Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]

01176214/1  –  GO3

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

Energie

Nach Methoden, die sich schon in Vorarbeiten bewährt haben, sollen neue fluorierte organische Kathodenmaterialien, insbesondere Schwefel-, Nitroxyl- und Carbonylderivate hergestellt werden, die in der Lage sind, Elektronen in der Lithium-Ionen Batterie reversibel zu transferieren. Verbindungen mit geringem Molekulargewicht, z.B. funktionalisiert mit fluorierten Olefinen, sollen synthetisiert werden, um dann durch Polymerisation fluorierte hochmolekulare Substanzen zu erhalten. Auch schon fluorierte monomere Vorstufen mit nicht fluorierten Alkenylen sollen entsprechend eingesetzt werden. Die synthetisierten organischen Kathoden werden am MEET elektrochemisch charakterisiert. Im Erfolgsfall sollen größere Mengen eines ausgewählten Polymers hergestellt werden, um in Zusammenarbeit mit dem MEET und Bosch in größeren Zellen untersucht zu werden. Ausgewählte Thioether, die entweder am schwefelhaltigen Ring oder am Aromaten fluoriert bzw. trifluormethyliert sind, sollen, entsprechend funktionalisiert, polymerisiert werden. So werden z.B. Derivate des Piperidin-Nitroxyls, von Pyrrolidin- und Pyrrolin-Nitroxylen mit einer Fluorvinyl- oder Fluorallylgruppe hergestellt. Vorstufen von Polymersystemen werden an aromatischen Ringen fluoriert oder trifluormethyliert, dann polymerisiert. 2,5-Bis(trifluormethyl)-1,4-benzochinon soll entweder direkt auf ähnliche Weise in Polymere überführt werden oder nach weiterer Substitution, z.B. mit CH2CH=CH2 oder CH2CF=CF2 Resten. Lithiumsalze, die in Elektrolyten schwerlöslich sind, werden als Kathodenmaterialien synthetisiert. Die an der JUB hergestellten Materialien werden am MEET elektrochemisch charakterisiert, so auch die Löslichkeit im Elektrolyten und vorevaluiert. Hierauf soll die Materialsynthese bezügl. der Reaktionsbedingungen und -wege, sowie des Substitutionsmusters optimiert sowie hochskaliert werden. Ausgewählte Materialien werden an das MEET bzw. Bosch weitergegeben.