Anodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien - Herstellung kohlenstoffbeschichteter Eisenoxid- und Zinkferrit-Partikel
Ref.-Nr. 3265
Die dieser Technologie zugrundeliegenden 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.
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 Herstellungsverfahren
- Prototypen und Know-how zu konkreten Ausführungsformen vorhanden
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.
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.
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Eine Erfindung der Universität Münster.
