Doktorand Matthias Weiling vom Helmholtz-Institut Münster gewinnt Posterpreis

Matthias Weiling gewinnt gemeinsam mit seinen Co-Autor:innen vom Helmholtz-Institut Münster den Posterpreis der Batterietagung „Swiss Battery Days 2023“.

06. Oktober 2023 – Mit seinem Poster zeigt der Doktorand Matthias Weiling vom Helmholtz-Institut Münster (HI MS; IEK-12) des Forschungszentrums Jülich, wie Messmethoden zur Untersuchung von Interphasen verbessert werden können. Gemeinsam mit seinen Co-Autor:innen Felix Pfeiffer und Jian-Fen Wang aus der Nachwuchsgruppe „Spektroelektrochemie an Grenzflächen“ und unter der Leitung von Dr. Masoud Baghernejad überzeugte er die Konferenzteilnehmer:innen der Fachtagung „Swiss Battery Days 2023“, die für das beste Poster abstimmen konnten. Er erhielt den „Best Poster Award“, der mit 500 CHF dotiert ist.

Methode zur Untersuchung von festen Elektrolyt-Interphasen

Das Gewinnerposter befasst sich mit einer Methode zur Untersuchung von Festen Elektrolyt-Interphasen (SEI). Weiling und sein Team betrachteten die SEI mittels operando abgeschwächter Totalreflexion-Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (ATR-FTIR) unter Realbedingungen in einer Lithium-Ionen-Batteriezelle (LIB). Dabei verglichen sie die Formierung und Zusammensetzung der SEI jeweils mit und ohne Elektrolytadditive auf Siliziumelektroden.

Mit der entwickelten Methode konnten verschiedene Zersetzungsprodukte von 2-Sulfobenzoesäureanhydrid in der SEI auf Silizium bei unterschiedlichen Zellspannungen nachgewiesen werden.

Verdopplung des Zyklenlebens von Hochspannungszellen

Darüber hinaus zeigt das Poster, dass die verwendeten Elektrolytadditive 2-Sulfobenzoesäureanhydrid und Lithiumdifluorophosphat das Zyklenleben von Hochspannungszellen mit NMC811 als Kathodenmaterial und 20-prozentigen Siliziumoxid-haltigen Graphitanoden verdoppeln. Das ist hauptsächlich auf die SEI zurückzuführen, die durch den Elektrolyten mit dem Additiv 2-Sulfobenzoesäureanhydrid gebildet wird.

Ein umfassendes Verständnis der Wirkungsweise von Elektrolytadditiven sowie der Interphasen an Elektrodenmaterialien ist notwendig, um maßgeschneiderte Elektrolyte für die nächste Generation der LIB entwickeln zu können.

Die Ergebnisse sind im Rahmen des Projekts „Elektrolytformulierungen für Lithiumbatterien“ (EFoBatt) entstanden, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert wird.

Weitere Infos zur Nachwuchsgruppe "Spektroelektrochemie an Grenzflächen"