Technologien

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Anodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien - Herstellung kohlenstoffbeschichteter Eisenoxid- und Zinkferrit-Partikel

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Ref.-Nr. 3265

Die dieser  Technologie zugrunde liegenden Erfindungen beschreiben verschiedene Verfahren zur Herstellung von Metalloxid-Nanopartikeln mit einer zusätzlichen Kohlenstoffbeschichtung und deren Verwendung als Elektroden-Materialien. Dabei finden bspw. Fe2O3 oder ZnFe2O4 als Aktivmaterialien und Carboxy-methylcellulose (CMC) als Binder Anwendung.

Kommerzielle Anwendung

Mit diesen neuartigen Anoden können kostengünstige und umweltfreundliche elektrochemische Energiespeicher auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie realisiert werden. Die Verwendung von Übergangsmetallen ermöglicht eine  deutlich höhere spezifische Ladungsdichte als bei üblichen Graphit-Elektroden. Der aus der Literatur bekannte Nachteil dieses Ansatzes bestand bisher allerdings darin, dass diese Konversionsmaterialien eine geringere Zyklen-Stabilität auf-weisen und für erhöhte Lade-Entlade-Geschwindigkeiten lediglich deutlich verringerte Kapazitäten erzielt werden konnten.

Durch die hier vorliegenden Erfindungen können diese Nachteile überwunden werden und es lassen sich basierend auf den erfindungsgemäßen Elektroden-Materialien Batterie-Systeme realisieren, die bei deutlich höheren Laderaten eine höhere Ladekapazität zeigen als übliche Graphit-Elektroden und gleichzeitig eine gute Zyklen-Stabilität aufweisen.

Die beschriebene Technologie bietet damit eine vielversprechende Grundlage für die zukünftige Anwendung in Energiespeichern für die Consumer-Elektronik und Elektromobilität.

Vorteile

  • Ermöglicht hohe Laderaten und eine verbesserte spezifische Kapazität der damit realisierten Zellen (z.B.  500 mAh/g bei 4,0 A/g oder 1000 mAh/g bei 0,1 A/g)
  • Deutlich gesteigerte Zyklen-Stabilität
  • Kostengünstige und industrie-taugliche Herstellungs-verfahren
  • Prototypen und Know-how
  • zu konkreten Ausführungsformen vorhanden

Aktueller Stand                                                                                                      

Zu dieser Technologie wurden zwei PCT-Patentanmeldungen hinterlegt. Erste Zellprototypen haben bereits im Laborbetrieb ihre Vorteilhaftigkeit bewiesen und werden aktuell weiter entwickelt. Detaillierte Untersuchungsergebnisse stehen bereits zur Verfügung.

PROvendis bietet im Auftrag der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster interessierten Unternehmen Lizenzen an den Erfindungen und den hieraus resultierenden Schutzrechten an.