Fertigung von Si-Anoden für Li-Ionen-Batterien mittels Ultrakurzzeit Temperung

Die Entwicklung von wiederaufladbaren Li-Ionen-Batterien mit hoher Energiedichte ist ein entscheidender Faktor für die Erhöhung der Reichweite der Elektromobilität. Die Substitution von Graphit durch Silizium bietet aufgrund der zehnfachen spezifischen Kapazität (3579 mAh/g Si [1]) bei Raumtemperatur ein hohes Potenzial zur Erhöhung der Energiedichte der Zellen. Da Silizium jedoch beim Laden und Entladen eine Volumenänderung erfährt, werden die Strukturen spröde, die Batterie verliert an Leistung bis zum vollständigen Ausfall.
Die HZDR-Ausgründung „NorcSi“ ist der erste Transfer-Erfolg des Blitzlabs, das seit Anfang 2020 als eines von drei sogenannten Helmholtz Innovation Labs am HZDR verstärkt Kooperationen und gemeinsame Forschung mit der Industrie betreibt. Rovak ist von Anfang an Industriepartner des Blitzlabs.
Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung und Herstellung von Si-Anoden durch ultrakurze thermische Prozesse mit Blitzlampe. Die Technologie, bei der Materialien für Nanosekunden bis Millisekunden sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden, verspricht massive Energieeinsparungen und die Schaffung neuer Materialstrukturen. Mit dieser Entwicklung kann die Speicherkapazität bestehender Lithium-Ionen-Batterien deutlich erhöht werden.