Neue Methode ermöglicht Blick ins Innere der Batterie

Für den erfolgreichen Batteriebetrieb unabdingbar und gleichzeitig eine analytische Herausforderung ist die Solid Electrolyte Interphase (SEI), die auf der negativen Elektrode von Lithium-Ionenwie auch Lithium-Metall-Batterien entsteht und über die Zeit wächst. Ihre Analyse war bislang nur eingeschränkt möglich; Erkenntnisse über ihre Bildung, Zusammensetzung, Wachstum oder Reaktionen unvollständig. MEET Wissenschaftler Dr. Peter Bieker, Jan Frederik Dohmann und Martin Winter entwickelten in enger Zusammenarbeit mit Bastian Krueger, Luis Balboa und Gunther Wittstock vom Institut für Chemie der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg ein neuartiges Laborzelldesign verbunden mit einer in-situ-Analysemethodik. Dadurch wird eine umfangreiche Analyse der SEI Grenzschicht unter realistischen Bedingungen möglich und das Methodenportfolio der Batterieanalytik entscheidend erweitert. Solid Electrolyte Interphase als analytische Herausforderung. Die hauchdünne SEI-Schicht bildet sich während des Ladens und Entladens zwischen Anode und Elektrolyt und funktioniert im Idealfall wie eine Art Sieb: Sie leitet gut die Ionen, verhindert aber den Elektronentransport und damit eine kontinuierliche und schädliche Reaktion der negativen Elektrode mit den Elektrolytkomponenten. Damit nimmt sie großen Einfluss auf Performanz und Sicherheit einer Batterie und bietet entsprechende Optimierungsansätze für die Forschung.