Nano One entwickelt neuartige Beschichtungstechnik für langlebigere Batterie

Vancouver (Kanada), 19. April 2018 (TSX-V: NNO, OTC: NNOMF, Frankfurt: LBMB). Dr. Stephen Campbell, Principal Scientist von Nano One, meldete heute, dass Nano One eine Beschichtungstechnologie entwickelt hat, bei der Kathoden für die Verwendung in modernen Lithium-Ionen-Batterien stabilisiert werden, und ein Patent für diese Beschichtungstechnik angemeldet hat.

„Bei dieser Innovation wird bei den Partikeln von Kathodenmaterial eine Beschichtung angewendet, ohne weitere Schritte bei unserem Verfahren durchzuführen“, erklärte Dr. Campbell. „Dies verringert den Zerfall und den Widerstand zwischen den Kathoden und dem Elektrolyten in Lithium-Ionen-Batterien. Wir sind mit den vorläufigen Ergebnissen unserer Untersuchungen sehr zufrieden, da diese dazu beitragen könnten, seit Langem bestehende Zerfallmechanismen zu beheben, energiereiche Batterien zu ermöglichen und die Anzahl der Ladevorgänge einer Batterie zu erhöhen.“

„Diese Verbesserungen kommen unter wärmeren Betriebsbedingungen zum Tragen, wie etwa in Elektrofahrzeugen“, fügte Dr. Campbell hinzu. „Dies eignet sich besonders für die Kommerzialisierung von Kathodenmaterialien mit hoher Energie und hoher Spannung, bei denen die Beseitigung oder Verringerung von Kobalt Alternativen zur Verbesserung der Stabilität und Langlebigkeit erfordert.“

Diese Vorteile haben es Nano One nun ermöglicht, seine Zusammenarbeit mit europäischen und asiatischen kommerziellen Interessensvertretern in der Lieferkette der Automobilbranche zu erweitern, um Materialien für Feststoffbatterien der nächsten Generation zu entwickeln. Eine detaillierte und technische Erläuterung der Möglichkeit ist im Folgenden angegeben.

Eine stabile ionenleitende Beschichtung an der Oberfläche des High Voltage Spinel (das „HVS“) von Nano One könnte Schnittstellenprobleme sowohl bei Flüssig- als auch bei Feststoff-Keramikelektrolyten beheben, indem der Zerfall von Mangan in Flüssigkeiten verhindert und somit die Leitfähigkeit von Feststoffelektrolyten erhöht wird. Nano One hat zwei Arten von Beschichtungen entwickelt, die die Kathode bei 55 °C stabilisieren, wodurch die Langlebigkeit und Stabilität verbessert werden könnten, ohne die Kapazität zu beeinträchtigen.

Das HVS hat die Aufmerksamkeit der Lieferkette von Lithiumbatterien aus zwei Gründen erweckt: Einerseits enthält das Material kein Kobalt und angesichts der Versorgungsengpässe von Kobalt könnte das HVS dazu beitragen, das Versorgungsrisiko zu senken. Das Material enthält in erster Linie Mangan und einen geringen Anteil Nickel und ist somit deutlich kostengünstiger. Andererseits weist das HVS mit 4,7 Volt die höchste und eine der beständigsten Entladespannungen auf, die seine geringere Kapazität wettmacht. Das HVS weist auch eine hohe Leistungsfähigkeit auf, was bedeutet, dass es rasch aufgeladen und entladen werden kann, ohne dabei an Kapazität einzubüßen.

Das HVS selbst zerfällt bei 55 °C rasch, was ein entscheidendes Planungskriterium für Elektrofahrzeuge ist. Auch das Laden und Entladen bei 4,7 Volt könnte zu einem Zerfall herkömmlicher Flüssigelektrolyten führen, die bei über 4,2 Volt als instabil erachtet werden.

Eine Lösung für das Elektrolytproblem besteht darin, den Flüssigelektrolyten durch einen Feststoffpolymer-, Glas- oder Keramik-Ionen-Leiter zu ersetzen. Der Feststoffelektrolyt (Solid-State Electrolyte, der „SSE“) macht eine Störung der dendritischen Zelle und einen Brand unwahrscheinlich und ermöglicht so die Verwendung einer Lithiummetallanode, wobei der voluminöse Grafit durch eine ultradünne Anode ersetzt und die Energiedichte der Zelle erhöht wird. Dieses Feststoffdesign bietet die Möglichkeit einer sichereren, dichteren und spannungsreicheren Lithium-Ionen-Zelle. Keramik-Ionen-Leiter wie Li3,25Ge0,25P0,75S4 (siehe Kanno and Murayama J. Electrochem Soc.; 148(2001) A742) können Lithiumleitfähigkeiten aufweisen, die so hoch sind wie jene aktueller Flüssigelektrolyte.

Die physikalischen Eigenschaften der HVS/SSE-Schnittstelle bilden leider eine äußerst widerstandsfähige Schicht und die hohe ionische Leitfähigkeit kommt nicht zur Geltung, wenn die Zellen aufgebaut werden. Nano One hat eine Beschichtung entwickelt, die die Ionenleitfähigkeit mit den SSEs erhöhen und den Manganzerfall in Flüssigelektrolyten verhindern könnte, wodurch die Instabilität des Elektrolyten bei über 4,2 Volt verringert wird. Diese Innovation veranlasste Nano One zur Beantragung eines Patentschutzes.

CEO Dan Blondal fügte hinzu: „Wir sind mit dieser Innovation sehr zufrieden und vertreten die Auffassung, dass diese Technologie einen ähnlichen Wert für nickelreiche NMCs mit geringem Kobaltanteil aufweisen könnte, bei denen die Instabilitäten, die Spannungseinschränkungen und der Zerfall eine kommerzielle Anwendung in Lithium-Ionen-Batterien verhindern. Angesichts des zunehmenden kommerziellen Interesses haben die Arbeiten begonnen, wobei das Hauptaugenmerk auf die Kombination dieser Materialien mit anderen Vorteilen von Hochenergie- und Feststoffbatterien gerichtet sein wird. Wir freuen uns darauf, über die zukünftigen Fortschritte bei diesen Initiativen zu berichten.“

Nano One Materials Corp.

Dan Blondal, CEO

Weitere Informationen zu Nano One bzw. zum Inhalt dieser Pressemeldung erhalten Sie über John Lando (President) unter der Telefonnummer (604) 669-2701 sowie auf der Website www.nanoone.ca.

Über Nano One:

Nano One Materials Corp („Nano One“ oder „das Unternehmen“) entwickelt eine patentrechtlich geschützte Technologie zur kostengünstigen Herstellung von leistungsstarken Batteriematerialien, wie sie in Elektro-Fahrzeugen, Energiespeichern, elektronischen Geräten für Endverbraucher und der neuen Generation von Batterien verwendet werden. Die Verarbeitungstechnologie behebt grundlegende Einschränkungen in der Lieferkette, indem umfassendere Rohstoffspezifikationen für die Anwendung in Lithiumionenbatterien ermöglicht werden. Das Verfahren kann für eine Reihe von unterschiedlichen nanostrukturierten Materialien konfiguriert werden und ist ausreichend flexibel, um sich an unterschiedliche Trends im Batteriesektor anzupassen und auch verschiedenen anderen Wachstumsmöglichkeiten gerecht zu werden. Bei diesem neuartigen dreistufigen Verfahren kommen branchenübliche Anlagen und Geräte zum Einsatz. Nano One hat eine Pilotanlage errichtet, um die Möglichkeit der Herstellung großer Produktmengen zu demonstrieren und bereits erste technische Planungsschritte für eine Produktion verschiedener Kathodenmaterialien im industriellen Maßstab gesetzt. Dieses Pilotanlagenprogramm wird aus Mitteln bzw. mit Unterstützung der kanadischen Regierung über Sustainable Development Technology Canada (SDTC) und das Automotive Supplier Innovation Program (ASIP) finanziert. ASIP ist ein Programm, das von Innovation, Science and Economic Development Canada („ISED“) ins Leben gerufen wurde. Nano One erhält außerdem finanzielle Unterstützung aus dem National Research Council of Canada Industrial Research Assistance Program (NRC-IRAP). Nano One hat sich zum Ziel gesetzt, seine patentierte Technologie als führende Plattform für die weltweite Produktion einer neuen Generation von nanostrukturierten Verbundstoffen zu etablieren. Nähere Informationen erhalten Sie unter www.nanoone.ca.

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