Sichere und bessere Lithium-Batterien

Im Nano-Argovia-Projekt BatCoat wird eine neue Generation von Lithium-Metall-Festkörperbatterien entwickelt.

Anderes Detektormaterial die Untersuchungen das neuartige Sensormaterial beste- In dem Nano-Argovia-Projekt HiZfEM planen die For- hend aus mit Chrom dotiertem GaAs zur Verfügung. Die schenden um Projektleiter Dr. Dominic Grei昀昀enberg vom beteiligten Forschenden sind optimistisch, dass sie durch Paul Scherrer Institut PSI als Detektormaterial in einem den Einsatz des schwereren Sensormaterials eine Verbes- Hybrid-Pixeldetektor anstelle von Silizium mit Chrom serung der Datenqualität auch bei der Transmissions- dotiertes Galliumarsenid (GaAs) zu verwenden und in ei- Elektronenmikroskopie erreichen können. nem bestimmten Elektronenenergiebereich die Vorteile im Vergleich zu CMOS-Detektoren zu quanti昀椀zieren. Kooperation von: Die Firma DECTRIS, einer der führenden Her- Paul Scherrer Institut PSI // Biozentrum, Universität steller von Hybrid-Pixeldetektoren weltweit, stellt für Basel // DECTRIS AG (Baden, AG) «Wir sind begeistert am HiZfEM-Projekt mitzuarbeiten, in dem unser hochentwi- ckeltes GaAs-Material eine entscheidende Rolle spielen wird, um die Grenzen in der Elektronenmikroskopie zu verschieben. Diese Zusammenarbeit mit geschätz- ten Institutionen wie dem Paul Scherrer Institut und der Universität Basel unter- streicht unser Bekenntnis wissenschaftlichen Fortschritt voranzutreiben und stärkt unsere Position an der Spitze der Entwicklung von Hybrid-Pixeldetektoren.» Dr. Sonia Fernandez, DECTRIS AG Auf dem Weg zu besseren und sichereren Lithiumbatterien Im Nano-Argovia-Projekt BatCoat untersuchen Forschende Lösungen für die nächste Generation von Lithium-Metall-Festkörperbatteriezellen, die eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batteriezellen darstellen. Li-Metall-Festkörperbatteriezellen besitzen eine höhere Energiedichte und sind sicherer als die heute beispielsweise in Elektroautos verwendeten Lithium-Ionen-Batterien. Sie könnten also entscheidend zu einer e昀昀ektiven, sicheren und nachhaltigen Elektromobilität beitragen. Zurzeit gibt es jedoch noch einige technische Beschränkungen, die das interdisziplinäre Team im Nano-Argovia-Projekt BatCoat angehen wird. Bessere Sicherheit und Stabilität Bevor zuverlässige Li-Metall-Festkörperbatteriezellen re- Bei den untersuchten neuen Li-Metall-Festkörperbatte- alisiert werden können, gibt es noch einige technische riezellen besteht die negativ geladene Elektrode (Anode) Hürden zu überwinden und genau hier setzt das Nano- nicht aus Graphit/Silizium wie bei Lithium-Ionen-Batte- Argovia-Projekt BatCoat an. Die Forschenden um Pro- riezellen, sondern aus dreidimensionalem Kupfer, auf jektleiter Dr. Mario El Kazzi vom Paul Scherrer Institut dem funktionale Schichten abgeschieden werden. Die PSI untersuchen, wie sich Lithium auf einer Kupferober- funktionalen nanoskaligen Schichten tragen dazu bei, Li- 昀氀äche homogen abscheiden lässt und mehr als 500 La- thium als einzige Quelle in der Kathode gleichmässig und dungs- und Entladungszyklen mit einer weiterhin hohen reversibel abzuscheiden und abzustreifen. Ein entschei- Kapazität überdauert, ohne dass es dabei zu Reaktionen dender Unterschied zu Lithium-Ionen-Batterien ist auch, von Lithium mit dem festen Elektrolyten kommt. Sie hof- dass die Festkörperbatteriezellen einen Elektrolyten aus fen dies zu erreichen, indem sie sehr dünne Schichten einem festen Lithium-Ionen-leitenden Material besitzen aus unterschiedlichen Materialien (< 100 Nanometer) auf – was zu einer besseren Sicherheit und Stabilität führen der Kupferober昀氀äche aufbringen. kann. SNI INSight Juni 2024 13