Einfluss von Material- und Beschichtungsparametern auf die Elektrodenmorphologie und die Leistungsparameter von Lithiumionen-Zellen

Abstract

In Antriebssystemen für vollelektrische Fahrzeuge (EV), Hybrid- (HEV) oder Plug-In-Hybrid-Fahrzeuge (PHEV) kommen zum heutigen Zeitpunkt hauptsächlich Batteriezellen mit Lithiumionen Technologie zum Einsatz. Gegenstand der aktuellen Forschung zur Optimierung der Energie- und Leistungsdichte von Lithiumionen-Zellen ist zum Einen die Entwicklung neuer Elektrodenmaterialien. Andererseits sind die Art des Prozesses und die Auswahl der Prozessparameter bei der Elektrodenherstellung für die elektrochemische Performance der Zellen von großer Bedeutung. Verschiedene Veröffentlichungen haben gezeigt, dass die Mischung unterschiedlicher Aktivmaterialien, auch Blend genannt, positive Eigenschaften der Einzelmaterialien vereinen kann. Dabei hat sich die Kombination von LiMn2O4 (LMS) und LiNi0,80Co0,15Al0,05O2 (LNCA) für den Einsatz in PHEV- oder HEV-Fahrzeugen als vielversprechend erwiesen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Material- und Beschichtungsparameter auf die Morphologie und die Elektrochemie von Kathoden untersucht. Neben den experimentellen Untersuchungen wurden die Parameter anhand eines elektrochemischen Modells bewertet.