Verbundvorhaben: Werkstoffentwicklung hierarchisch strukturierter Kompositmaterialien für elektrochemische Energiespeicher (HIKOMAT); Teilvorhaben: Leitfähigkeit und Elektrochemie auf Partikelebene im Verbund.
Zeitraum
2016-07-01 – 2019-12-31
Bewilligte Summe
331.757,18 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6095D
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 Rahmen dieses Projekts werden von der JLU Gießen praktisch nutzbare Konzepte für elektrische Messungen von nanostrukturierten Partikeln mit Hilfe von Nanomanipulatoren im Rasterelektronenmikroskop einerseits und auf der Basis von mikro-/nanolithographischen Methoden andererseits entwickelt. Der Einfluss von Randschichten soll mit Hilfe von planaren und ggf. porösen 2D-Modellsystemen ergänzend ermittelt werden. Alternativ sollen reproduzierbare Messungen an Partikelschüttungen durchgeführt werden. So soll beispielsweise geklärt werden, welche Bedeutung verschiedene Leitfähigkeitspfade für den Elektronentransport haben und wie sich dies auf die Zelleigenschaften von Hochleistungszellen auswirkt. Ziel ist es in einem weiteren Arbeitspaket, für ausgewählte Modellsysteme zuverlässige Materialparameter zu ermitteln, die die Grundlage für Modellierungen von ausgedehnten Partikelarchitekturen bilden. Die Eigenschaften der Primärpartikel von Partikelverbünden, insbesondere von Komposit-materialien, stellen zentrale Parameter für das quantitative Verständnis von Elektroden-architekturen dar. Im Rahmen dieses Teilprojekts werden praktisch nutzbare Konzepte für elektrische Messungen von nanostrukturierten Partikeln entwickelt. Es soll u.a. geklärt werden, welche Bedeutung intergranulare und intragranulare Leitfähigkeitspfade für den Elektronentransport haben und wie sich dies auf die Zelleigenschaften von Hochleistungszellen auswirkt. Ziel ist es in einem weiteren Arbeitspaket, zuverlässige Materialparameter zu ermitteln, die die Grundlage für Modellierungen von ausgedehnten Partikelarchitekturen bilden. Zielgrößen sind die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten und Lithium-Diffusionskoeffizienten des Volumens von Einzelpartikeln, idealerweise aufgelöst in ionische und elektronische Anteile, Ausdehnungen von Randschichten mit veränderter elektrischer Leitfähigkeit und die Übergangswiderstände zwischen Partikeln.
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