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Separator

Erstellt am: 04.05.2022 | Stand des Wissens: 04.05.2022
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Der Separator, dessen Aufgabe in der räumlichen Trennung von Anode und Kathode und somit in der Vermeidung von Kurzschlüssen liegt, muss widersprüchliche Anforderungen erfüllen. Auf der einen Seite soll er möglichst dünn sein, damit der Innenwiderstand gering ist und die Batterie somit eine möglichst hohe Energiedichte erreichen kann. Auf der anderen Seite darf der Separator nicht zu dünn sein, da er die Sicherheit der Batterie gewährleisten und deswegen mechanisch stabil sowie hitzebeständig sein muss. Aktuelle Forschungen zielen auf die Entwicklung eines Separators ab, der diese Anforderungen bestmöglich miteinander vereinbaren kann.
Im Verbundprojekt Glas-Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien" werden Separatoren aus Glas entwickelt, welche sich gegenüber den üblicherweise verwendeten Separatoren aus mikroporösen Polymerfolien vor allem durch ihre hohe Hitzebeständigkeit bis über 500 Grad Celsius auszeichnen. Zudem soll sich die spezielle Zusammensetzung des Glases, durch die eine hohe chemische Aktivität erreicht wird, positiv auf die Lebensdauer der Batterie auswirken. Erreicht werden können diese Eigenschaften jedoch nur, wenn es möglich ist, solch eine Glasmembran mit einer Dicke von weniger als 20 Mikrometer zu produzieren [Kera21].
Darüber hinaus wird an Keramik-Separatoren bzw. an keramisch beschichteten Membranen geforscht, welche sich durch eine sehr gute thermische und mechanische Stabilität der Zelle auszeichnen. Diese sogenannten stabilen Separatoren weisen zudem aufgrund der erhöhten Zyklenbeständigkeit eine höhere Lebensdauer auf. Nachteilig ist jedoch, dass die Energiedichte der keramischen Separatoren vergleichsweise niedrig ist, da keramische Materialien relativ schwer sind. Durch Reduzierung der Dicker der Separatoren kann dem entgegengewirkt werden [ISI17c, S. 56].
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Batterieforschung im Kontext der Elektromobilität (Stand des Wissens: 13.04.2022)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?506185
Literatur
[ISI17c] Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel (Hrsg.) Energiespeicher-Roadmap
Hochenergie-Batterien 2030+ und Perspektiven zukünftiger Batterietechnologien, 2017
[Kera21] Keramische Zeitschrift (Hrsg.) Sichere High-Tech-Batterien für Elektroautos, 2021/07/02

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?551564

Gedruckt am Donnerstag, 7. Juli 2022 09:51:15