Die Lithium Ionen Batterie (LIB) hat sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte auf dem 3-C Markt (camera, cell phone, computer) als kommerziell gängigstes sekundäres Speichersystem etabliert und hat andere Batteriesysteme in diesem Markt nahezu verdrängt.
Durch den weltweit steigenden Energiebedarf und der damit verbundenen Klimaproblematik, spielt die Entwicklung neuer Technologien zur effizienten und nachhaltigen Energienutzung eine zunehmend wichtige Rolle. Dadurch haben sich auch für Lithium Ionen Batterien neue Anwendungsbereiche aufgetan. Sie zählt zu den vielversprechendsten Speichertechnologien in der Elektromobilität und ist die Pufferbatterie für stationäre Applikationen auf dem Sektor erneuerbarer Energieträger (Solar- und Windkraft).
Diese neuen Anwendungsbereiche stellen jedoch höhere Anforderungen an das System, besonders bezüglich der Energie- und Leistungsdichte. In den letzten Jahren konnte die Energiedichte von Lithium Ionen Batterien bereits stark erhöht werden. Dafür sind hauptsächlich die Gewichtsreduktionen passiver Batteriebestandteile und die Verbesserung bestehender Materialien verantwortlich. Um jedoch den steigenden Anforderungen gerecht werden zu können ist der Einsatz neuer Aktivmaterialien mit höherer Speicherkapazität notwendig. Im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen auf Graphit basierenden Speichermaterialien können Lithiumspeicherlegierungen bis zu 10 mal mehr Lithium bezogen auf ihr Gewicht speichern. Dabei weißt Silizium mit einer Kapazität von bis zu 4200 mAh∙g-1 (Graphit 372 mAh∙g-1). Der Einsatz dieses Materials scheitert jedoch an der unzureichenden elektronischen Leitfähigkeit und den starken Volumenänderungen von bis zu 400 % während der Lithium Insertion.
Dem vorliegenden Projekt liegt der Anspruch zu Grunde, durch den Einsatz eines neuartigen Stromsammlers den Einsatz von Silizium zu ermöglichen und auf diesem Wege eine fortschrittliche elektrochemische Speichertechnologie zu entwickeln
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