Die Ziele dieses Teilvorhabens umfassen die Entwicklung und Erforschung von anodenfreien Zellkonzepten, Funktionsschichten auf der Anode und den Einsatz der Laminationstechnik in Bezug auf die Herstellung von All-solid-State Lithium-Ionen-Batterien (ASSB).
Um mit Feststoffelektrolytzellen hohe Energiedichten zu erzielen, wird zumeist metallisches Lithium als Anodenmaterial mit hoher gravimetrischer Speicherkapazität verwendet. Die theoretisch maximale Energiedichte wird mit sogenannten “anodenfreien” Zellkonzepten erzielt. Hierbei wird die Li-Anode beim Beladen ausgehend von dem Lithium aus der Kathode gebildet und beim Entladen wieder aufgelöst. Neben der hohen theoretischen Energiedichte bieten “anodenfreie” Zellen den Vorteil einer einfacheren, weil lithiummetallfreien Produktion.
Arbeitsziel ist die Entwicklung von “anodenfreien” Zellkonzepten basierend auf der Technik des Elektrospinnings, sowie deren Untersuchung und Optimierung. Praktische Herausforderungen, wie die Minimierung von Formierungsverlusten sowie irreversibler Lithiumabscheidung und die Unterdrückung von Dendritenwachstum, sind zu bewältigen, um “anodenfreie” Zellen mit hoher Lebensdauer zu erzielen. Zudem werden Funktionsschichten auf der Lithium-Anode untersucht.

Dabei sollen Schichten entwickelt werden, die das Wachstum von Dendriten hemmen und die mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften der Grenzflächen verbessern. Dazu soll durch eine Kombination passender Analyse- und Charakterisierungsmöglichkeiten die Rolle des Anodeninterfaces in ASSB vollständig wissenschaftlich beleuchtet, Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt und ausgereizt werden. Ein weiteres Ziel ist die Überprüfung der Einsatzsatzmöglichkeiten der Laminationstechnologie in Bezug auf die Herstellung von ASSB.