Eine neue Festkörperbatterie überrascht die Forscher, die sie entwickelt haben - Seite 3

Batterieforschung hier an der UC San Diego. Wir verbinden strengste theoretische
und experimentelle Arbeit mit Kreativität und unkonventionellem Denken. Wir
wissen auch, wie man mit Partnern aus der Industrie zusammenarbeitet und
gleichzeitig schwierige grundlegende Herausforderungen bewältigt."

Bisherige Bemühungen um die Kommerzialisierung von Anoden aus
Siliziumlegierungen konzentrierten sich hauptsächlich auf
Silizium-Graphit-Verbundwerkstoffe oder auf die Kombination nanostrukturierter
Partikel mit polymeren Bindemitteln. Aber sie hatten immer noch mit mangelnder
Stabilität zu kämpfen.

Indem sie den flüssigen Elektrolyten gegen einen festen Elektrolyten
austauschten und gleichzeitig den Kohlenstoff und die Bindemittel von der
Siliziumanode entfernten, vermieden die Forscher eine Reihe von Problemen, die
entstehen, wenn die Anoden während des Betriebs der Batterie mit dem organischen
flüssigen Elektrolyten durchtränkt werden.

Gleichzeitig konnte das Team durch den Wegfall des Kohlenstoffs in der Anode den
Grenzflächenkontakt (und unerwünschte Nebenreaktionen) mit dem Festelektrolyten
erheblich reduzieren und so den kontinuierlichen Kapazitätsverlust vermeiden,
der normalerweise bei Elektrolyten auf Flüssigkeitsbasis auftritt.

Dieser zweiteilige Schritt ermöglichte es den Forschern, die Vorteile der
kostengünstigen, energiereichen und umweltfreundlichen Eigenschaften von
Silizium voll auszuschöpfen.

Auswirkungen & Spin-off Kommerzialisierung

"Der Festkörper-Silizium-Ansatz überwindet viele Einschränkungen herkömmlicher
Batterien. Das eröffnet uns spannende Möglichkeiten, die Marktanforderungen nach
höherem Energievolumen, niedrigeren Kosten und sichereren Batterien,
insbesondere für die Energiespeicherung im Netz, zu erfüllen", sagte Darren H.
S. Tan, der Erstautor der wissenschaftlichen Arbeit.

Feste Elektrolyte auf Sulfidbasis galten oft als sehr instabil. Dies beruhte
jedoch auf den traditionellen thermodynamischen Interpretationen, die für
flüssige Elektrolytsysteme verwendet wurden, was der hervorragenden kinetischen
Stabilität von Festelektrolyten nicht gerecht wurde. Das Team sah eine
Möglichkeit, diese kontraintuitive Eigenschaft zu nutzen, um eine hochstabile
Anode zu schaffen.

Tan ist CEO und Mitbegründer eines Start-ups, UNIGRID Battery, das die
Technologie für diese Silizium-Festkörperbatterien lizenziert hat.

Parallel dazu wird an der UC San Diego die damit verbundene Grundlagenarbeit
fortgesetzt, einschließlich einer zusätzlichen Forschungszusammenarbeit mit LG