Gesamtvorhaben: 'Wieder aufladbare Lithium-Batterie mit einer Schwefel-FLOW-Kathode' Teilvorhaben: 'Separator für eine Lithium-Batterie mit Schwefel-FLOW-Kathode'
Zeitraum
2016-04-01 – 2019-09-30
Bewilligte Summe
130.225,14 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6084C
Leistungsplansystematik
Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien [EA2312]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Li/S-Semi-Flow-Batterie zu entwickeln. Diese neuartige Flow-Batterie kombiniert auf gewinnbringende Weise viele Vorteile der Li/S-Batterien & Polysulfid-Flow-Batterien & eliminiert zugleich einige der bekannten Nachteile beider Batteriearten. Ergebnis ist ein Batteriekonzept mit deutlich höherer Energiedichte als Polysulfid-Flow-Batterien, wobei nahezu die Energiedichte von klassischen Li/S-Batterien erreicht werden könnte. Im Gegenzug wird jedoch die Materialausnutzung & Zyklenfestigkeit im Vergleich zu den klassischen Li/S-Batterien deutlich verbessert. Letzteres resultiert aus dem neuartigen Flow-Prinzip, nach welchem die Kathodenseite arbeitet. In dieser neuartigen Batterie wird ein Katholyt auf Suspensionsbasis verwendet. Das gesamte Aktivmaterial ist hierbei an dispersoide Trägerpartikel gebunden, welche mittels Konvektion in einem statistischen Prozess regelmäßigen Kontakt zu einem Stromsammler erhalten. Die Trägerpartikel sind darüber hinaus mit Elektrokatalysatoren funktionalisiert, so dass die Elektrodenkinetik über den Effekt der stark erhöhten Elektrodenoberfläche hinaus verbessert werden kann. Das neuartige Konzept des Kathodenaufbaus erfordert auch eine Anpassung des Separators, das die Aufgabenstellung für FNT darstellt. Folgende Arbeitspakete werden zur Erreichung des Forschungsziels bearbeitet : • AP1: Anforderungen & Zielspezifikationen (fem, FNT, HTW, VMB) • AP2: Entwicklung & Charakterisierung eines Katholyten auf Suspensionsbasis (fem, HTW) • AP3: Entwicklung & Charakterisierung einer Schicht für die Stromsammleroberfläche (fem, HTW) • AP4: Entwicklung & Charakterisierung eines mechanisch & chemisch stabilen Separators für Li-S Flow Batterien (FNT) • AP5: Erforschung einer geeigneten Li-Metall-Anode (VMB) • AP6: Erforschung neuer Zellkonzepte zur Realisierung einer Li-Semi-Flow-Zelle (VMB, VS) • AP7: Aufbau Demonstrator & ganzheitliche Auswertung der Ergebnisse aller Partner (fem, FNT, HTW, VMB)
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