Laufzeit: 01.02.2010 – 31.12.2018

Projektmanagement: Dr. Harald Kren

Partner: TU Graz – ICTM (AUT); VARTA Microbattery (GER)

Im Rahmen von Silicon Power werden neuartige Speichermaterialen für die negative Elektrode in Lithium-Ionen-Zellen entwickelt, wobei konzeptionell ein teilweiser Ersatz des bestehenden Speichermaterials Graphit durch Silizium angestrebt wird. Vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, dass Silizium im Gegensatz zu Graphit bis zu 10 mal mehr Lithium-Ionen speichern kann. Diesem entscheidenden Vorteil im Hinblick auf höhere Energiedichten für Lithium-Ionen-Zellen steht jedoch bisher ein meist kürzeres Zellleben gegenüber, da Silizium bei der Lithiierung erhebliche Volumensausdehnung erfährt, welche zu hohen mechanischen Belastungen der Elektrode und damit verbundenen Kapazitätsverlusten führt. Des Weiteren ist es notwendig für eine gute Kontaktierung der Siliziumpartikel zu sorgen, da sie eine deutlich geringere elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

Ziel der Forschungsaktivitäten im Projekt ist es, diesen Nachteilen durch einen vorteilhaften Aufbau der silizium- und graphithaltigen Partikel bzw. Elektroden entgegenzuwirken, um dadurch die unbestrittenen Vorteile eines Silizium/Graphit-Kompositmaterials für negative Elektrodenmaterialien zugänglich zu machen.
In diesem Rahmen ist es auch von besonderer Bedeutung, dieses Verfahren im tonnenmaßstab skalierbar zu gestalten, sowie ökonomische und ökologische Aspekte zu berücksichtigen.