Materialien

In handelsüblichen Batterien wird für die beiden unterschiedlich geladenen Elektroden meist ein kohlenstoffhaltiges Material (z.B. synthetischer Graphit) und ein Lithium-Metall-Oxid verwendet, während ein Lithiumleitsalz - in einem Gemisch organischer Lösemittel gelöst - als Elektrolyt dient.

materialien_orange
arrow

Das Forschungsfeld

Das Ziel im Forschungsfeld Materialien ist es, neuartige Materialien mit potenziell höheren Energiedichten zu identifizieren, die gleichzeitig sicher sind und zu niedrigeren Kosten produziert werden können. Zudem soll mit diesen eine schnelle Ladung und Entladung über viele Zyklen möglich sein. Notwendig ist dabei eine Neuentwicklung oder Optimierung sowohl der Elektroden- als auch der Elektrolytmaterialien.

 

Um hohe Energie- und Leistungsdichten zu erreichen,- forschen die Mitglieder der Gruppe daran, unerwünschte chemische Reaktionen an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt zu minimieren oder vollständig auszuschalten. Die Entwicklung geeigneter Synthesen steht für die neuen Materialien im Vordergrund, da die Prozessführung die technischen Eigenschaften eines Materials, z.B. die Ladezyklen-Stabilität, stark beeinflusst.

 

Ein weiterer Schwerpunkt in diesem Forschungsfeld ist die Entwicklung gänzlich neuartiger Batteriekonzepte (z.B. Magnesium-Batterie). Diese besitzen das Potenzial, deutlich höhere Speicherkapazitäten als alle bisher bekannten Konzepte zu erreichen.

Forschungsgruppen am HIU

Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens Composites & Hybrid Materials Die Forschungsgruppe "Komposite & Hybridmaterialien" erforscht und entwickelt neuartige Elektrodenmaterialien für die nächste Generation an Batterien. Zur Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Helmut Ehrenberg Nanoscale Hybrid Materials Die Forschungsgruppe "Nanoscale Hybrid Materials" arbeitet an der Entwicklung von nanoskaligen Funktionsmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Zur Arbeitsgruppe
Dr. Dominic Bresser Electrochemical Energy Storage Materials Die Forschungsgruppe "Electrochemical Energy Storage Materials" befasst sich mit der Erforschung einer Vielzahl von Materialien und Technologien für elektrochemische Energiespeicher und der Entwicklung eines grundlegenden Verständnisses der ablaufenden Reaktionen und Mechanismen. Zur Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Maximilian Fichtner Solid-State Chemistry Die Forschungsgruppe "Solid-State Chemistry" beschäftigt sich mit den neuesten Batteriesystemen jenseits der heutigen Lithium-Ionen-Batterie. Dafür werden neue Materialien für elektrochemische Energiespeicher der nächsten und übernächsten Generation entwickelt und untersucht. Zur Arbeitsgruppe

Ihr Ansprechpartner

Themen aus diesem Gebiet

Neues aus der Wissenschaft des Helmholtz-Instituts Ulm: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler geben an dieser Stelle in regelmäßigen Abständen Einblicke in ihre Forschung.
Zu Forschungsthemen

Prof. Fichtner & Dr. Bresser - Natrium-Ionen-Batterien

07.05.2023 Natrium-Ionen-Akkus standen jahrzehntelang im Schatten der Lithium-Ionen-Batterien, aber in der Erdkruste gibt es tausendmal mehr Natrium als Lithium. Und jetzt ist die Batteriechemie so weit entwickelt, dass Natrium-Ionen-Batterie... Mehr erfahren

Prof. Fichtner - "Condensed Battery" von CATL

26.04.2023 Haben die europäischen Batterie-Produzenten komplett den Anschluss verloren? Überall feiern chinesische Batteriehersteller neue Produkterfolge: Die ersten Natrium-Batterien (BYD, CATL, 2021) werden in Asien produziert, leistungss... Mehr erfahren

Prof. Stein - Gepulstes Laden in der Batterieformierung

23.04.2023 Frische Batteriezellen werden traditionell direkt nach ihrer Fertigung bis zu 24 Stunden vorsichtig erstgeladen. Dieser "Formierungsprozess" ist kostenintensiv, aufwändig und dauert meist sehr lange. Eine Gruppe von Ulmer Batterie... Mehr erfahren

Selbstheilende Batterien - Prof. Binder & Dr. Marinow

16.04.2023 Wolfgang Binder & Anja Marinow von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg entwickeln selbstheilende Batteriematerialien mithilfe nanostrukturierter Polymer-Materialien. Das sind Verbundstoffe, die als feste Elektrolyt-Kuns... Mehr erfahren

Superkondensatoren - Dr. Pohlmann & Dr. Fleischmann

12.04.2023 Dieser Podcast widmet sich einem in den Materialwissenschaften oft unterschätzen Energiespeicher: Dem Ultrakondensator. Dieser wird zum Beispiel für die Nutzbremsung in Fahrzeugen wie Bussen, Zügen, Kränen und Bahnen verbaut. A... Mehr erfahren