Beschreibung

Es liegt keine Beschreibung des Teilprojektes vor.

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.09.2014 bis 31.08.2017
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 3.714.307,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Lithium-Ionen-Batterien sind für Leistungsanwendungen besonders geeignet, da sie einen besonders attraktiven Kompromiss zwischen Leistungs- und Energiedichte bieten. In dem Projekt, das vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung – Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9) koordiniert wird, sollen sogenannte Defektspinelle als Materialien für sicherere und leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation entwickelt werden. Spinelle bilden eine Klasse von oftmals sehr stabilen Kristallstrukturen, die sich aufgrund ihrer freien Gitterplätze hervorragend dazu eignen, Lithium-Ionen einzulagern.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Das Projekt DESIREE erforscht 5-V-Aktivmaterialien mit schnellem Ionentransport für zukünftige Hochleistungsbatterien mit hoher Energiedichte. Die ionische Leitfähigkeit soll durch eine gezielte Dotierung und Nicht-Stöchiometrie systematisch verbessert werden. In einem weiteren Schritt werden dann Strategien für eine Material- und Designverbesserung entwickelt. Ein wissenschaftliches Arbeitsziel des Vorhabens besteht daher auch in der Aufklärung der thermodynamischen und kinetischen Prozesse während der Batterieentladung. Darauf aufbauend sind die Gefüge-Eigenschaft-Beziehungen hinsichtlich der Leitungsmechanismen zu betrachten.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler charakterisieren die Kathodenmaterialien mittels moderner Beugungs-, Tracer- und spektroskopischer Methoden. Die so erzielten Ergebnisse werden in einem Gesamtansatz zusammengeführt, um zunächst diejenigen Mechanismen zu beschreiben, die bei hohen Stromdichten zu einer Reduktion der Speicherkapazität führen. Diese Ergebnisse fließen dann in ein Multiskalen-Modell ein, aus dem Ansätze zur Verbesserung der Materialien gewonnen werden. Diese Erkenntnisse werden wiederum zur späteren Herstellung eines Gesamtbauteils verwendet.

Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Das Verbundprojekt führt materialwissenschaftliche Grundlagenforschung für die elektrochemische Speicherung regenerativ erzeugter elektrischer Energie durch. Das vertiefte Verständnis der thermodynamischen und kinetischen Elektrodenprozesse wird zu einer gezielten Materialverbesserung von Hochleistungskathodenmaterialien führen.

Quellen:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2015/15-03-11speichermaterialien.html (Jüngster Zugriff: 04.05.2016);
https://www.fona.de/mediathek/pdf/Verbundsteckbriefe_BMBF_Materialforschung_fuer_die_Energiewende_neu.pdf (jüngster Zugriff: 07.10.2016)

Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt

Teilprojektleiter

Herr Prof. Dr. Olivier Guillon
Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung - Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9)
Wilhelm-Johnen-Str. 
52425 Jülich

Telefon: +49 2461 61-5181
Fax: +49 2461 61-9866
E-Mail: o.guillon@fz-juelich.de

Verbundprojektleiter

Herr Prof. Dr. Rüdiger-Albert Eichel
Telefon: +49 2461 61-4644
Fax: +49 2461 61-4155

Pressekontakt für Teilprojekt

Frau Dr. Regine Panknin
Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung - Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9)
52425 Jülich
Telefon: +49 2461 61-9054
Fax: +49 2461 61-4666
E-Mail: r.panknin@fz-juelich.de

Pressekontakt für Verbundprojekt

Herr Jochen Mohr
Telefon: +49 2461 61-2062
E-Mail: jo.mohr@fz-juelich.de