Kleine Teilchen erzeugen mehr Energie
Im Rahmen des NANOBATT-Projekts sollte eine neue Batterie entwickelt werden, die sich aus leistungstechnischer und produktionsbezogener Sicht bewährt. Die Entwicklung einer geeigneten Batterie für den Antrieb von Elektrofahrzeugen erfordert die Erforschung neuer Verfahren, Materialien und synthetischer Routen für neuartige Li-Batterien. Im Hinblick auf Lithiumionenbatterien bestand eines der wichtigsten anzusprechenden Probleme darin, wie die Batterieleistungsdichte beachtlich erhöht werden kann, ohne Zugeständnisse an die Wiederaufladbarkeit machen zu müssen. Außerdem müsste eine solche Batterie auf preiswerten Herstellungsmethoden beruhen und gleichzeitig eine ansprechende Lösung für die Elektrofahrzeugbranche bieten. Die Forscher des NANOBATT-Projekts waren sich bewusst, dass es zur Entwicklung einer Batterie mit einer hohen Leistungsdichte notwendig war, die Oberfläche der Elektroden zu vergrößeren. Die Herstellung einer solchen Batterie ist dank der Verwendung einer aktiven Masse aus Nanopartikeln möglich. Interessanterweise wird das Material für Li-Batterien für gewöhnlich bei einem Hochtemperatur-Syntheseprozess produziert, wodurch der Preis in die Höhe getrieben wird. Durch den Wechsel von der thermischen zur Ultraschallsynthese wird das Material für die Li-Batterie jedoch deutlich günstiger in der Herstellung. Bei der Sonochemie handelt es sich um ein nützliches Syntheseinstrument, das bei der Erzeugung nanotechnischer Phasen von Übergangsmetalloxiden genutzt wird. Daher richtete sich das Projekt auf Produktionsverfahren, bei denen die Sonochemie zum Einsatz kommt. Außerdem wurden weitere kostengünstige Methoden wie die Mechanosynthese oder das Schmelzspinnen erforscht. Es wurde erfolgreich eine leistungsstarke Kugelmühle für die Mechanosynthese von anodischen und kathodischen Materialien entwickelt. Bei Laborexperimenten zeigte sich, dass diese Simoloyer-Mühle in der Lage ist, das auf FeAlSiB basierende anodische Material zu verändern, wobei die Partikelgröße reduziert wird, während die grundlegende amorphe Struktur beibehalten wird. Außerdem hat sich die Mechanosynthese von Eisen- und Lithiumphosphat in Lithiumeisensulphat als sehr erfolgreich erwiesen. Hierbei ergaben Lasermessungen der Partikelgröße, dass diese zwischen 1.5 und 9µm liegt. Somit kann eine geeignetere Batterie entwickelt werden, wobei die Oberfläche der Elektrode vergrößert und somit eine höhere Effektivität und Leistung der Batterie erreicht wird. Die Entwickler haben Interesse an einer Zusammenarbeit für die weitere Forschung und Entwicklung, und die Ergebnisse ihrer Demonstrationsversuche stehen zur Verfügung.
