Elektrochemie

Die Arbeitsgruppe »Elektrochemie« nutzt ihr breites Portfolio an elektrochemischen Verfahren als Tool zur Herstellung, Bearbeitung und Charakterisierung von Werkstoffen. Durch die enge Anbindung an den Lehrstuhl für Anorganisch-Nichtmetallische Werkstoffe wird hier die Wissensbasis für zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten des Fraunhofer IKTS geschaffen.

Im Bereich der Energiespeicher beispielweise wird die elektrochemische Materialcharakterisierung als Grundlage für ein umfassendes Verständnis der ablaufenden elektrochemischen Prozesse in Batteriezellen oder Kondensatorzellen genutzt. Dafür verfügt die Arbeitsgruppe über ein umfangreiches Repertoire an elektrochemischen Methoden und ergänzender Messverfahren zur Bestimmung der Kapazität, Zyklenfestigkeit, Zellspannung sowie der Impedanz von Elektrodenmaterialien für Energiespeicher.

Darüber hinaus beschäftigt sich das Team mit der elektrochemischen Bearbeitung (Electrochemical Machining, ECM) von Werkstoffen. Mit Hilfe spezieller Messvorrichtungen ist das Fraunhofer IKTS in der Lage, instationäre Prozesse während der elektrochemischen Bearbeitung zu beobachten und ein vertieftes Verständnis für die anodischen Vorgänge zu gewinnen.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Herstellung von Funktionsschichten für Anwendungen in der Mikroelektronik, Photovoltaik sowie im Korrosionsschutz und Werkzeugbau. Dafür werden verschiedene Verfahren wie beispielsweise das Anodisieren oder die elektrolytische oder elektrophoretische Abscheidung genutzt.

 

Leistungsangebot

 

• Elektrochemische Charakterisierung und Aufklärung von Reaktionsmechanismen von Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, Festköperbatterien, Post-Lithium-Systemen und Superkondensatoren
• Elektrochemische Synthese nanostrukturierter Aktivmaterialien für Energiespeicher
• Modellbasierte Optimierung elektrochemischer Energiespeicher
• Elektrochemische Bearbeitung (ECM) von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen, Refraktär- oder Ventilmetallen sowie konventionellen metallischen Werkstoffen
• Verfahrensentwicklung für elektrolytische und stromlose Beschichtungen
• Erzeugung funktioneller Schichten zum Korrosions- und Verschleißschutz einschließlich Anodisierschichten, Hartanodisierschichten und plasmaelektrolytischer Oxidschichten (PEO)
• Untersuchungen zu elektrochemischen Korrosionsmechanismen von Metallen, halbleitenden Keramiken und Hybridwerkstoffen, Degradationsuntersuchungen von Beschichtungen und Klebstoffen
• Entwicklung von elektrochemischen Polierverfahren und chemischen Ätzverfahren
• Mikroelektrochemische Untersuchungen mit hoher lateraler Auflösung (Untersuchungen von Mikrofügungen und Ausscheidungen)
• Entwicklung anwendungsspezifischer elektrochemischer und komplementärer Messtechnik