AQua-POp – Oberflächen- und Grenzflächenanalytik von Aktivmaterialien mittels hochaufgelöster Analytischer Verfahren

Im Projekt AQuaPOp soll mittels bestmöglicher elektrochemischer und struktureller Charakteri-sierung ein tieferes Verständnis der prozess- und alterungsbedingten Oberflächenprozesse von Kathoden- und Anodenaktivmaterialien (KAMs und AAMs) erlangt und somit Optimierungspoten-tial für Materialsynthese- und Formierungsstrategien erkannt werden. In situ- und operando-Methoden sollen weiterentwickelt, evaluiert und integriert werden, um das komplexe Wir-kungsgefüge verschiedener Degradationsmechanismen zu entschlüsseln.

Hierzu ist die Nutzung und der Ausbau von Methoden erforderlich, die eine Auflösung auf atomarer bzw. auf der Na-nometer-Skala (hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)) und eine Bestim-mung der chemischen Zusammensetzung über wenige Monolagen hinweg erlauben (Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) mit Tiefenprofilierung, Focused-Ion-Beam-Rasterelektronenmikroskopie (FIB-REM)). Zur Untersuchung kommen Materialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von Ausgangs-materialien nach verschiedenen Prozessierungsschritten (z. B. Pulver von Aktivmaterialien nach dem Waschen) zu Elektroden bis hin zu gealterten Materialien aus Halbzellen. Im Mittelpunkt steht stofflich einerseits die Gruppe der schichtartig strukturierten Metalloxide mit hohem Ni-ckelgehalt und andererseits die Silicium-Anode.