Batteriemesstechnik und elektrochemische Analyse

Messzelle für Metall-Luft-Batterien
© Fraunhofer IFAM

Messzelle für Metall-Luft-Batterien

Raman-Spektroskopie für die In-situ-Analytik
© Fraunhofer IFAM

Raman-Spektroskopie für die In-situ-Analytik

Um ein System verbessern zu können, muss man es kennen. Wir wollen es perfektionieren und erfassen dafür jedes seiner Details.

Elektrochemische In-situ-Analyse

Für eine gezielte Elektrodenentwicklung ist die Kenntnis der elektrochemischen Prozesse wichtig, die während der Zyklisierung ablaufen.

Neben der Standardanalytik für die Batteriecharakterisierung werden daher immer auch neue Anforderungen an die Messmethodik und die Analytik gestellt. Unser (elektro-)chemisch-physikalisches Labor ist speziell ausgestattet für die In-situ-Analyse der eingesetzten Materialien mittels gekoppelter Raman-, Massen- und Infrarotspektroskopie.

Flexibel einsetzbare spektro-elektrochemische Testzellen ermöglichen derartige Analysen im laufenden Zellbetrieb. Bedingt durch die Komplexität der elektrochemischen Prozesse innerhalb einer Batteriezelle ist dieses Instrumentarium unverzichtbar für eine gezielte Material- und Prozessentwicklung.

Prüf- und Testsysteme im Überblick

Für die elektrische Prüfung von Zellen, Modulen und Batterien stehen Batterietester unterschiedlicher Leistungsklassen zur Verfügung. Die Zyklisierung kann unter Schutzgas mit elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) im Temperaturbereich 20….100°C erfolgen. Zur hydrodynamischen Voltammetrie wird ein RRDE-Elektrodensystem eingesetzt.

Zur Untersuchung elektrochemischer Eigenschaften von Materialien und Komponenten setzen wir folgende Methoden ein:

  • Impedanzspektroskopie (EIS), Cyclovoltammetrie (CV)
  • Rotierende Ring-Scheibe-Elektrode (RRDE)
  • Laser-Mikroskopie
  • Raman/AFM
  • Thermogravimetrie/IR-/Massenspektrometrie

Je nach Fragestellung nutzen wir natürlich darüber hinaus die sehr breite Palette weiterer Methoden, die in der Analytik am Fraunhofer IFAM zur Untersuchung physikalischer und chemischer Eigenschaften zur Verfügung steht.