Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher (Lithium-Ionen, Lithium-Schwefel, Natrium-Ionen etc.) für diverse Anwendungen erfordert maßgeschneiderte Werkstoffe. Basis dieser elektrochemischen Materialentwicklung sind ein umfassendes Verständnis der elektrochemischen Prozesse, die den Speicherkonzepten zugrunde liegen, sowie eine elektrochemische Charakterisierung der Werkstoffe.
Das Fraunhofer IKTS verfügt über eine breite Palette elektrochemischer (Lade-Entladeverfahren, EIS, Cyclovoltammetrie, Transientenmethoden) und spektroskopischer Methoden (FTIR, Ramanspektroskopie) zur Untersuchung solcher Vorgänge – skalenübergreifend von der Elektrode bis zum einzelnen Partikel. Hinzu kommt die direkte Kopplung elektrochemischer Untersuchungen mit komplementären Untersuchungsmethoden in Form von Operando-Thermografie, -Röntgenbeugung und -Dilatometrie. Neben der Ermittlung technologisch relevanter Kenngrößen wie Zellspannung, spezifische Kapazität, Volumenänderung, Wassergehalt oder Zyklenstabilität stehen insbesondere mechanismen-orientierte Untersuchungen im Zentrum der Arbeiten. Unterstützt werden diese durch theoretische Modellbetrachtungen.
Ausstattung
- Gloveboxen
- Klimaschränke (-40 bis 120 °C)
- Mehrkanalpotentiostaten (VMP3, Fa. Biologic) und Mehrkanalzyklisierer (BCS, Fa. Biologic)
- Potentiostaten (Reference 3000, 1000, 600, Fa. Gamry und SP200, Fa. Biologic) mit Ultra Low Current Option
- Messzellen (2- und 3-Elektrodenanordnung) für elektrochemische, thermo- und spektroelektrochemische Untersuchungen
- Elektrochemisches Dilatometer (ECD-3-nano, Fa. EL-CELL)
- FT IR-/Raman-Spektrometer
Leistungsangebot
- Elektrochemische Charakterisierung von Elektrodenmaterialien für Akkumulatoren (Lithium-Ionen, Lithium-Schwefel, Natrium-Ionen etc.) und Doppelschichtkondensatoren
- Aufklärung von Reaktionsmechanismen in Energiespeichern
- Ermittlung thermodynamischer und kinetischer Parameter von Elektrodenreaktionen (Diffusion, Aktivierungs-/Reaktionsenergien)
- Modellbasierte Optimierung der Zellperformance und Designstudien