AReLiS-2 - Analyse der Kathoden- und Elektrolytreaktionen in Lithium-Schwefel- und Lithium-Metallsulfid-Batterien 2: Festkörperelektrolyte

In AReLiS-2 werden grundlegende Mechanismen von Lithium-Schwefel-Batterien erforscht. Dabei sollen unter Berücksichtigung relevanter Prozesse zur Verarbeitung Polymer-Thiophosphat-basierter Hybridelektrolyte neue Ansätze für leistungsfähige Batteriezellkonzepte entwickelt werden, unter Optimierung und Erweiterung der stofflichen Basis und Gestaltung der Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächen sowie der Charakterisierungsmethoden. Das FZJ-IEK-12 entwickelt im Projekt neue Ansätze und Strategien zur Herstellung von Hybrid-Festelektrolyten bestehend aus Polymeren und Thiophosphaten oder auch Halogeniden, unter anderem auch um Ladungstransfer- und innere Widerstände an Elektrolyt-Elektroden-Grenzflächen (speziell der Schwefel- bzw. TiS4-Kathoden) unter Evaluation der Reaktionsparameter zur Verarbeitung zu verringern und hohe Zyklenstabilität der Zellen zu ermöglichen. Geeignete Monomere zur Infiltration in poröse Kathodenkomposite und Polymerisationsmethoden sollen identifiziert und umgesetzt werden. Zudem sollen durch umfassende Analysen mit Methoden der Impedanzspektroskopie, der nichtlinearen Frequenzanalyse und der Festkörper-NMR neue Erkenntnisse zu mechanistischen Details des Ladungstransfers an der Interphase gewonnen werden.