Doktorand Sebastian Paul Kühn vom Helmholtz-Institut Münster gewinnt Posterpreis
Wissenschaftler Sebastian Paul Kühn gewinnt gemeinsam mit seinen Co-Autor:innen vom Helmholtz-Institut Münster den Posterpreis der Batterietagung „Kraftwerk Batterie – Advanced Battery Power“
22. Mai 2023 – Mit seinem Poster zeigte der Wissenschaftler Sebastian Paul Kühn vom Helmholtz-Institut Münster (HI MS; IEK-12) des Forschungszentrums Jülich, inwiefern unterschiedliche Atmosphären, in denen Knopfzellen gebaut werden, experimentelle Ergebnisse über diese beeinflussen. Gemeinsam mit seinen Co-Autoren Dr. Diddo Diddens und Matthias Weiling, ebenfalls am Helmholtz-Institut Münster tätig, überzeugte er die Jury aus Teilnehmer:innen und Batterieexpert:innen der Fachtagung „Kraftwerk Batterie / Advanced Battery Power“. Er gewann den zweiten Preis des Poster-Wettbewerbs, der mit 750 Euro dotiert ist.
Eingeschlossene Umgebungsatmosphäre beeinflusst Elektroden-Elektrolyt-Interphasen
Knopfzellen stellen einen zentralen Bestandteil der akademischen und industriellen Batterieforschung dar, beispielsweise bei initialen Probeexperimenten oder Post-mortem-Analysen von industriell gefertigten Batteriezellen. Beim Versiegeln von Knopfzellen wird ein Teil der Umgebungsatmosphäre, die beispielsweise aus einem Trockenraum oder einer Glovebox stammt, in der Zelle eingeschlossen, dieser Einschluss wird „in coin cell Atmosphere“ (ICCA) genannt.
Dass Elektrodenmaterial bei der längeren Lagerung in Trockenraum-Atmosphären Kapazitätsverluste erleiden können, ist aus vorherigen Studien bekannt. Kühn und seine Kollegen konnten nun zeigen, dass auch die in der Zelle eingeschlossene ICCA auch nach dem Zusammenbau der Zelle einen signifikanten Einfluss auf die elektrochemische Performance und Post-mortem-Analysen hat.
„In der Gegenüberstellung einer hochreinen Argon-Glovebox-Atmosphäre, wie sie in Forschungseinrichtungen üblich ist, und einer Trockenraum-Atmosphäre, in der die industrielle Fertigung von Batteriezellen in der Regel erfolgt, hat insbesondere der Sauerstoff der Trockenraum-Atmosphäre einen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der Elektroden bedeckenden Interphasen,“ erklärt der Preisträger. „Die durch die ICCA aus einem Trockenraum ausgelösten Änderungen resultieren beispielsweise in einem bis zu 50-prozentigen Anstieg der Lebenszeit einer Lithium-Metall-Knopfzelle.“
Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die ICCA die Wirkungsweise der beiden untersuchten Additive Vinylene Carbonat und Fluor Ethylencarbonat unterschiedlich beeinflusst. Die Publikation zum Poster ist als Open-Access-Artikel im Journal Energy Materials verfügbar.
Mehr als 1.000 Konferenzbesucher:innen
Die Fachkonferenz „Kraftwerk Batterie – Advanced Battery Power“ fand in diesem Jahr mit über 1.000 Teilnehmer:innen in Aachen statt. Vom 26. bis 28. April 2023 wurde unter anderem darüber diskutiert, wie höhere Ladekapazitäten für Energiespeicher erreicht und Kosten optimiert werden können.
Ausgerichtet wurde die internationale Veranstaltung vom Helmholtz-Institut Münster, dem MEET Batterieforschungszentrum der Universität Münster, dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen und dem Haus der Technik, Essen.