BMBF-Nachwuchsgruppe Neue Lithium-Gelpolymerelektrolyte basierend auf neu synthetisierten Homo- und Block-Copolymeren

Die Nachwuchsgruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer Polymersysteme für die Herstellung von Gelpolymerelektrolyten mit hoher Leitfähigkeit und mechanischer Stabilität zur Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von wiederaufladbaren Lithium- und Lithium-Ionen Batterien. Dabei werden zwei unterschiedliche Strategien verfolgt.

Die erste Strategie besteht in der Synthese von Copolymeren aus kommerziell erhältlichen Monomeren durch einfache radikalische Polymerisation. Diese Polymerisationsmethode ermöglicht es Polymere aus einer Vielfalt kostengünstiger Acrylat- und Methacrylat-Monomeren in sehr kurzer Zeit herzustellen. Allerdings können über diese Methode nur statistische Copolymere, bei welchen der Einbau der beiden Monomere in das resultierende Makromolekül rein zufällig stattfindet, erhalten werden.

Bei der zweiten Strategie kommen lebende Polymerisationsmethoden zum Einsatz, welche die Herstellung maßgeschneiderter Homo- und Block-Copolymere ermöglichen. Durch das Einstellen des Initiator zu Monomerverhältnisses können Polymere mit genau definierter Blocklänge erhalten werden. Darüber hinaus können auch amphiphile Block-Copolymere, d. h. Polymere, in denen zwei eigentlich nicht mischbare Polymerblöcke kovalent aneinander gebunden sind, hergestellt werden. Dies ermöglicht die Synthese von Polymere mit völlig neuen Eigenschaftsprofilen.

Aus den über die zwei unterschiedlichen Routen erhaltenen Polymeren werden durch Quellen mit Flüssigelektrolyt Gelpolymerelektrolyte hergestellt und in Hinblick auf ihre elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften untersucht.