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Neuer Festelektrolyt mit Flüssig-Elektrolyt-Eigenschaften
16.08.2019

Neuer Festelektrolyt mit Flüssig-Elektrolyt-Eigenschaften

Im Fachjournal „Chem“ stellte das internationale Forscherteam einen der schnellsten je gemessenen Lithium-Wanderungsprozesse in einem Lithium-Ionenleiter vor. Die Studie wurde in Kooperation mit Toyota Motor Europe veröffentlicht.  Die Vorteile von Feststoffakkus, nämlich eine höhere Energiedichte gepaart mit mehr Sicherheit, da keine entflammbaren Elemente integriert sind, sollen nun mit den positiven Charakteristiken von Flüssig-Elektrolyt-Batterien verbunden werden.

Das Material des neuen Ionenleiters ist Lithium-Titanthiophosphat (LTPS) und weist eine sehr ungewöhnliche Kristallstruktur auf. Durch diese Struktur existieren keine energetisch stark begünstigten „Verweilplätze“ für die Ionen mehr. „Die Lithium-Ionen suchen mehr oder weniger ‚verzweifelt‘ einen geeigneten Platz und bewegen sich dabei sehr rasch durch die kristallographische Struktur von LTPS“, sagt Martin Wilkening vom Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz. „Genau diese hohe Ionenbeweglichkeit wollen wir in Elektrolytkörpern für Feststoffbatterien haben.“

Die von den Belgiern errechnete Beweglichkeit konnte Wilkening mit seinem Team nun experimentell belegen. Selbst bei 20 Kelvin, also 253 Grad Celcius unter Null, waren die Ionen noch sehr mobil. „Es ist bemerkenswert, dass wir in LTPS aber sogar noch bei solch niedrigen Temperaturen Ionenmobilität feststellen“, unterstreicht Wilkening.
Die Entdeckung des LTPS ist nun zum Patent angemeldet.

Quellen: electrive.net, 31.07.2019, Sebastian Schaal; TU Graz, 31.07.2019, Susanne Eigner

Bild: TU Graz, Lunghammer