Anodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien – Herstellung kohlenstoffbeschichteter Eisenoxid- und Zinkferrit-Partikel

Die dieser Technologie zugrunde liegenden Erfindungen

beschreiben verschiedene Verfahren zur Herstellung von Metalloxid-Nanopartikeln mit einer zusätzlichen Kohlenstoff- Beschichtung und deren Verwendung als Elektroden- Materialien. Dabei finden bspw. Fe2O3 oder ZnFe2O4 als Aktivmaterialien und Carboxymethylcellulose (CMC) als Binder Anwendung. Kommerzielle Anwendung Mit diesen neuartigen Anoden können kostengünstige und umweltfreundliche elektrochemische Energiespeicher auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie realisiert werden. Die Verwendung von Übergangsmetallen ermöglicht eine deutlich höhere spezifische Ladungsdichte als bei üblichen Graphit-Elektroden. Der aus der Literatur bekannte Nachteil dieses Ansatzes bestand bisher allerdings darin, dass diese Konversionsmaterialien eine geringere Zyklen-Stabilität aufweisen und für erhöhte Lade-Entlade-Geschwindigkeiten lediglich deutlich verringerte Kapazitäten erzielt werden konnten. Durch die hier vorliegenden Erfindungen können diese Nachteile überwunden werden und es lassen sich basierend auf den erfindungsgemäßen Elektroden- Materialien Batterie-Systeme realisieren, die bei deutlich höheren Laderaten eine höhere Ladekapazität zeigen als übliche Graphit-Elektroden und gleichzeitig eine gute Zyklen-Stabilität aufweisen. Die beschriebene Technologie bietet damit eine vielversprechende Grundlage für die zukünftige Anwendung in Energiespeichern für die Consumer-Elektronik und Elektromobilität.

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Dipl.-Ing. Alfred Schillert