MATERIALCHARAKTERISIERUNGFÜR ENERGIESPEICHERSYTEME
Ziel
Schwerpunkte sind die Untersuchungen
von Elektrodenmaterialien und prozes-
sierten Elektroden in Hinblick auf ihre struk-
turellen Eigenschaften.
Methodik
Die Charakterisierung erfolgt über eine Reihe
von elektrochemischen Standardmethoden
(OCV-Messung, Cyclovoltammetrie, elek-
trochemische Impedanzspektroskopie,
Pulsmethoden). Auf diesem Weg sind eine
Reihe von Kenngrößen einer Zelle zugäng-
lich, wie Zellspannung, Zyklenstabilität und
Kapazität, aber auch Innenwiderstand und
Diffusionsverhalten. Die Messungen kön-
nen sowohl in batterieähnlichen Messzellen
als auch in 3-Elektroden-Anordnung durch-
geführt werden.
Ergänzend zur klassischen Elektrochemie
stehen schwingungsspektroskopische
Untersuchungsmethoden (Raman-, FT-
Infrarotspektrometrie) zur Verfügung.
Damit ist es möglich, die strukturellen Än-
derungen im Elektrodenmaterial während
des Lade-Entladevorgangs zu verfolgen.
Zusätzlich werden mittels Mikrokapillarzel-
lentechnik einzelne Aktivmaterialpartikel
auf ihre Eigenschaften untersucht werden.
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R K E R A M I S C H E T E C H N O L O G I E N U N D S Y S T E M E I K T S
1 Batterieaufbau: Kathode
(LiCoO2)-Separator – Anode
(Kohlenstoff).
2 Elektrochemische Mikro-
kapillarzelle.
Fraunhofer-Institut für Keramische
Technologien und Systeme IKTS
Winterbergstraße 28
01277 Dresden
Ansprechpartner
Dr. Michael Schneider
Telefon 0351 2553-7793
www.ikts.fraunhofer.de
1
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
5 6 7 8 9Ladezeit t in h
Zells
pann
ung
U in
V
Stro
m I
in m
A0,04
0,02
0,00
-0,02
-0,04
Ladung Entladung
Constant Current Constant Voltage
(CCCV)-Ladekurve einer NMC-
Kathode
MATERIALS CHARACTERIZATIONFOR ENERGY STORAGE SYSTEMS
Aim
Our work focuses on the characterization
of electrode materials and processed elec-
trodes for use in advanced energy storage
systems. To achieve this, information re-
garding the structural properties of poten-
tial materials is researched.
Methods
Various electrochemical standard methods
are used for characterization including
OCV, cyclovoltammetry, electrochemical im-
pedance spectroscopy and pulse methods.
As a result, the entire range of cell parame-
ters is determined. These parameters in-
clude cell voltage, reversible capacity and
cycle stability. Furthermore, information
about material characteristics such as inter-
nal resistances or diffusion behavior is also
determined. Battery type and 3 electrode
cells are used to carry out experiments.
In addition to standard electrochemical
methods, infrared and Raman spectroscopy
are used during charging/discharging cycles
to detect structural changes of the elec-
trode materials. Electrochemical microcapil-
lary devices provide even more information
about the active material through analysis
of discrete particle electrochemical behav-
ior.
F R A U N H O F E R I N S T I T U T E F O R C E R A M I C T E C H N O L O G I E S A N D S Y S T E M S I K T S
1 Battery setup: cathode
(LiCoO2)-separator,
anode (carbon).
2 Electrochemical microcapil-
lary cell.
Fraunhofer Institute for Ceramic
Technologies and Systems IKTS
Winterbergstrasse 28
01277 Dresden, Germany
Contact
Dr. Michael Schneider
Phone +49 351 2553-7793
www.ikts.fraunhofer.de
2
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
5 6 7 8 9Charging time t in h
Cel
l vol
tage
U in
V
Cur
rent
I in
mA0,04
0,02
0,00
-0,02
-0,04
Charge Discharge
Constant Current Constant Voltage
(CCCV)-charging of a NMC based
cathode
