Batteriepasten und damit beschichtete Metallfolien, bestimmt für den Einsatz als Elektroden in Lithium-Ionen-Batterien, wurden untersucht. Es wurden drei verschiedene Batteriepasten hergestellt und auf ihre Eigenschaften hin untersucht. Als Aktivmaterial wurde Li4Ti5O12 verwendet, das für den Einsatz als Energiespeicher z.B. in Elektrofahrzeugen besonders geeignet ist.
Die Charakterisierung der Batteriepasten erfolgte mit dem LUMiReader^® X-Ray, um die Entmischung und Homogenität zu untersuchen. Unterschiedliche Mischzeiten führten zu unterschiedlichen Stabilitätseigenschaften der Formulierungen. Die Festigkeit der Elektrodenbeschichtungen wurde mit dem LUMiFrac^® ermittelt, wobei festgestellt wurde, dass die Schichtdicke einen messbaren Einfluss auf die Haftfestigkeit hat.
Die elektrochemische Charakterisierung der Elektroden erfolgte in Test-Knopfzellen mit verschiedenen Lade- und Entladeraten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kapazität und die Langzeitstabilität der Elektroden von der Entmischung der Dispersionen während der Herstellung abhängen. Batteriepasten mit geringerer Entmischungsrate zeigten eine höhere Kapazität und eine bessere Langzeitstabilität.
Die gewonnenen Erkenntnisse aus dieser Studie dienen der Weiterentwicklung von Batteriepasten, den Beschichtungsparametern sowie der Elektroden selbst, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern. Es besteht weiterhin Forschungsbedarf, um die Entmischung und Homogenität von Batteriepasten gezielt zu kontrollieren und die Haftfestigkeit der Beschichtungen auf den Substratfolien zu optimieren. Eine gezielte Anpassung der Mischprozesse und Materialzusammensetzungen könnte dazu beitragen, die Stabilität und Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien für zukünftige Anwendungen zu erhöhen.