Mit Beschichtungen zu besseren Batterien Im Nano-Argovia-Projekt BatCoat untersuchen Forschende eine neue Generation von Batterien, sogenannte anodenlose Festkör- per-Lithiumbatterien. Diese speichern besonders viel Energie, sind günstiger herzustellen und sicherer als heutige Lithium- Ionen-Batterien – und könnten entscheidend zu einer effektiven, sicheren und nachhaltigen Elektromobilität beitragen. In dem neuen Batterietyp gibt es keine klassische Anode – stattdessen wird Lithium beim Laden direkt auf einen Kupfer- Stromsammler abgeschieden. Problematisch war bisher eine un- gleichmässige Verteilung des Lithiums, mechanische Spannungen und Schäden am festen Elektrolyten, wodurch es zu einem frühen Kapazitätsverlust der Batterie und zu Kurzschlüssen kam. Das Team um Dr. Mario El Kazzi (PSI) hat nun gezeigt, dass extrem dünne Beschichtungen auf dem Stromsammler einige dieser Probleme deutlich verringern können. Eine Silberschicht sorgt beispielsweise dafür, dass sich das Lithium gleichmässiger abscheidet, während eine zusätzliche Schutzschicht schädliche Reaktionen verhindert – was sehr viele Ladezyklen ermöglichte. Computersimulationen bestätigten, dass die Beschichtungen auch die mechanische Belastung im Inneren der Batterie redu- zieren und Rissbildung verhindern. Insgesamt zeigt das Bat- Coat-Projekt, dass gezielte Oberflächenbeschichtungen die Sta- bilität und Lebensdauer anodenloser Festkörperbatterien deut- lich verbessern. Kooperation von: Paul Scherrer Institut PSI // Hochschule für Technik und Umwelt der Fachhochschule Nordwest schweiz // Oerlikon Metco AG (Wohlen) Veröffentlichung: https://doi.org/10.1002/advs.202521791 Projektbeschreibung: https://bit.ly/4aJ6gWv «Das BatCoat Projekt zeigt, dass ultradünne Funktions beschichtungen die Leistung und Haltbarkeit anodenloser Festkörperbatterien deutlich verbessern können und einen skalierbaren Weg zu sichereren und zuverlässigeren Energie speichern der nächsten Genera tion bieten. Aufbauend auf diesen Ergebnissen befindet sich Oerlikon nun in aktiven Ge sprächen mit führenden Geräte herstellern, um die Technologie für eine industrielle Einführung zu validieren.» Dr. Phani Kumar Yalamanchili, Oerlikon Metco AG Der Doktorand Robin Wullich untersucht mit ei- nem Röntgenphotoelektronenspektrometer die chemische Zusammensetzung an der Oberfläche der Elektroden. 44 SNIJahresbericht 2025
Jahresbericht 2025: Swiss Nanoscience Institute Page 43 Page 45