Einfluss des Elektrolytadditivs Fluoroethylenecarbonat variiert je nach Konzentration

Analyse der Alterungsprodukte mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie

21. November 2025 – Elektrolytadditive sind das Mittel der Wahl, um die elektrochemische Stabilität von Batterien zu stärken und die Solid Electrolyte Interphase (SEI) zu modifizieren. Diese Schicht, die sich zwischen dem flüssigen Elektrolyten und der festen Elektrode während des ersten Ladens und Entladens der Batterie bildet, ist entscheidend für deren Performanz, Lebensdauer und Sicherheit. Ein Team des MEET Batterieforschungszentrums der Universität Münster und des Helmholtz-Instituts Münster (HI MS) des Forschungszentrums Jülich hat nun den Einfluss des Elektrolytadditivs Fluoroethylenecarbonat (FEC) in verschiedenen Konzentrationen untersucht – sowohl in Hochvolt- als auch in Anwendungen mit geringerer Spannung.

Post-mortem-Analyse des Elektrolyten durchgeführt

Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass Elektrolyte, die zu ähnlichen Teilen aus Ethylencarbonat (EC) und FEC bestehen, bei Hochvoltanwendung zu einer schlechteren Performanz führen als der standardisierte Elektrolyt basierend auf EC und Ethylmethylcarbonat. Erst wenn EC komplett durch FEC ersetzt wird, verbessert sich die Performanz deutlich in allen Anwendungen und somit unabhängig von der Spannung. „Um die Ergebnisse einordnen zu können, haben wir den Elektrolyten extrahiert und post mortem mithilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie untersucht. Dabei haben wir Alterungsprodukte gefunden, die auf die Reaktion zwischen FEC und EC zurückzuführen sind. Sie erklären die schlechtere elektrochemische Performanz“, erklärt MEET Doktorand Nick Fehlings.

Mit seiner Forschung knüpft das Team an Studien an, in denen bereits der standardisierte Elektrolyt chromatographisch untersucht wurde. Die Wissenschaftler erweiterten den Ansatz, in dem sie das Additiv FEC in die Analysen einbezogen haben. „Nur so konnten wir zeigen, dass FEC zwar in geringen Konzentrationen gut funktioniert, hohe FEC-Anteile in Kombination mit ähnlichen EC-Mengen jedoch nicht“, sagt Fehlings. Die Ergebnisse seien ein wichtiger Schritt, um Elektrolyte passgenau für die jeweilige Anwendung herstellen zu können.

Gesamte Studie online verfügbar

Die detaillierten Ergebnisse haben die Forschenden Nick Fehlings, Jakob Hesper, Dr. Maximilian Kubot, Dr. Simon Wiemers-Meyer und Dr. Sascha Nowak, MEET Batterieforschungszentrum, Matthias Weiling, Helmholtz-Institut Münster, sowie Prof. Dr. Martin Winter, MEET Batterieforschungszentrum und Helmholtz-Institut Münster, im Fachmagazin „Batteries & Supercaps” veröffentlicht.