Sie sind hier: HomeThemenSmart PowerBatterien

Forschungspreis für TU München: Li-Ion-Hochvolt-Kathoden Synthese-Verfahren ausgezeichnet

Die Chemikerin Dr. Jennifer Ludwig von der Technischen Universität München (TIM) erhielt für ihr neuartiges Verfahren, hochqualitativ, günstig und schnell das vielversprechende Hochvolt-Kathodenmaterial Lithium-Kobaltphosphat herzustellen, den Evonik Forschungspreis.

Dr. Jennifer Ludwig Bildquelle: © Andreas Battenberg / TUM

Dr. Jennifer Ludwig mit Proben aus den Optimierungsreihen, die letztlich zum Material mit der derzeit höchsten elektrochemischen Performance führten

Rosa ist das Material, auf dem die Hoffnungen für noch leistungsfähige Lithium-Ionen Akkumulatoren liegt. Jennifer Ludwig erklärt: »Das Lithium-Kobaltphosphat kann erheblich mehr Energie speichern als herkömmliche Kathodenmaterialien.«

Die Mitarbeiterin von Tom Nilges, Inhaber der Professur für Synthese und Charakterisierung innovativer Materialien, hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich das pinke Pulver schnell, mit geringem Energieaufwand und in bester Qualität herstellen lässt.  Lithium-Kobaltphosphat gilt unter Batterieforschern seit einiger Zeit als Material der Zukunft. Es arbeitet bei höherer Spannung als das bisher verwendete Lithium-Eisenphosphat und erreicht daher eine höhere Energiedichte – 800 Wattstunden pro Kilogramm statt bisher knapp 600 Wattstunden.

Bisher war die Herstellung des vielversprechenden Hochvolt-Kathodenmaterials jedoch aufwändig, energieintensiv und wenig effizient: Man benötigte drastische Bedingungen mit Temperaturen von 900 Grad.  »Die Kristalle, die sich unter diesen extremen Bedingungen bilden, sind zudem unterschiedlich groß und müssen in einem zweiten energieintensiven Schritt erst zu nanokristallinem Pulver vermahlen werden«, berichtet Ludwig. 

Die entstehenden Körnchen besitzen zudem nur in einer Richtung genügend ionische Leitfähigkeit. Auf dem größten Teil der Oberfläche läuft die chemische Reaktion zwischen Elektrodenmaterial und Elektrolyt im Akku nur schleppend ab.