BAMR

In-situ-Analyse kommerzieller Batterien basierend auf Plug-and-Play-Multi-Kern-Magnetresonanzspektroskopie und Oberflächen-Scan-Bildgebung

01.03.2026 bis 29.02.2028

Drei wichtige Eigenschaften einer Batteriezelle, die in tragbaren Geräten und Elektrofahrzeugen (EV) verwendet wird, sind Energiedichte, Lebensdauer und Sicherheit. Wärmeerzeugende Komponenten von Zellen können verschiedene Risiken bergen, darunter Erhitzungs und Brandgefahr in Elektrofahrzeugen. Diese Risiken treten in Abhängigkeit der elektrochemischen Materialien und mechanischen Defekten in einzelnen Zellen auf. Magnetresonanzverfahren (MR) sind wertvolle Kandidaten als Analysewerkzeuge für die Bewertung von Batteriezellen, da sie unabhängig von der Atommasse der untersuchten Elemente empfindlich auf eine Vielzahl von Materialeigenschaften reagieren (z. B. lokale Struktur und Umgebung, Transport und Dynamik, Morphologie auf mikro- und makroskopischer Ebene, Thermodynamik und Magnetismus).
Wir werden neue methodische Rahmenbedingungen für die grundlegende und angewandte Analyse kommerzieller Li- und Na-Ionen-Zellen unter Verwendung multimodaler In-situ-/Operando-Sonden auf der Grundlage von Oberflächen-Scan-MRT- und Plug&Play-NMR-Konzepten schaffen, die eine äußerst zeiteffiziente Messung des Ladezustands und des Gesundheitszustands von Zellen ermöglichen. Darüber hinaus werden neue Perspektiven für ein besseres Verständnis elektrochemischer Phänomene in kommerziellen Li- und Na-Ionen-Batteriezellen verschiedener Bauarten und Abmessungen (flache Beutel-, prismatische und zylindrische Zellen) verfolgt.