FestBatt2 - Kompetenzcluster Festelektrolyte und Feststoffbatterien: Zelltests und elektrochemische Charakterisierung

Ziel des Projekts ist die Bereitstellung von harmonisierten Testprozeduren für Festkörperbatterien sowie die detaillierte elektrochemische Charakterisierung der 4 verschiedenen FestBatt-Zelltypen. Dabei stehen die Adaption und Weiterentwicklung hochauflösender Charakterisierungsverfahren sowie die Standardisierung von elektrischen Prüfprozeduren im Fokus. Die Harmonisierung der Testprozeduren sowie die Übertragbarkeit und Reproduzierbarkeit soll in Round-Robin Tests abgesichert werden. Für die elektrochemische Charakterisierung sollen im Bereich der Lithium Ionen Batterie etablierte Verfahren (Impedanzspektroskopie) auf die Festkörperbatterie übertragen sowie spezifische Fragestellungen untersucht werden. Hierbei liegt ein besonderes Fokus auf der Entwicklung von Testprozeduren sowie der Durchführung von Messungen zur Dendritenstabilität. Die benötigte HF-Impedanzmesstechnik (1 MHz – 3 GHz) ist dabei in geeigneter Form mit der Impedanzmesstechnik zur Auflösung elektrochemischer Prozesse (Ladungstransfer, Diffusion: mHz – MHz) zu kombinieren.

In diesem Projekt erfolgt die Harmonisierung von elektrischen Testprozeduren und die Entwicklung hochauflösender Charakterisierungsverfahren für Festkörperbatterien. Es wird ein FestBatt-interner Standard definiert und in Round-Robin Tests abgesichert, der sowohl in Performance-Tests als auch zur Messung der Dendritenstabilität eingesetzt wird. Die Evaluierung der harmonisierten Testprozeduren erfolgt in enger Kooperation mit den Zellplattformen. Elektrischen Messungen zur Analyse von Leistungsfähigkeit, Zyklenfestigkeit und Dendritenstabilität werden durchgeführt. Analog zu FestBatt I sollen Übertragbarkeit und Reproduzierbarkeit über einen Round-Robin Test abgesichert werden. Zur detaillierten Analyse der verschiedenen FestBatt Zellen werden impedanzspektroskopische Verfahren (weiter-) entwickelt. Dabei stehen SSB-spezifische Fragestellungen wie Korngrenzeffekte im Festelektrolyten, Dendritenstabilität, Ladungstransport über Festelektrolyt/Festelektrolyt-Grenzflächen in hybriden Zellen (HFImpedanzspektroskopie (100 kHz – 1 GHz)) und die Kopplung elektronischer und ionischer Leitung über Ladungstransferreaktionen in Kompositelektroden (unter Berücksichtigung des Einflusses von CAMBeschichtungen) im Fokus. Erfolgreich etablierte Charakterisierungsmethoden werden an die Zellplattformen zur direkten Nutzung in der weiteren Material- und Zellentwicklung übertragen.