Young Poster Prize für Yosra Dammak
Untersuchung von Kathoden für Lithium-Ionen-Batterien
Auf den Punkt gebracht:
- Auszeichnung: Young Poster Prize für Yosra Dammak auf der 16th International Conference on Advanced Lithium Batteries for Automotive Applications
- Forschung: Verschleißprozesse in NMC-Kathoden mit hohem Nickelgehalt
- Bedeutung: Entwicklung langlebiger, hochenergetischer Lithium-Ionen-Batterien, z. B. für Elektrofahrzeuge
- Methoden: Elektrochemisches Be- und Entladen, Elektronenmikroskopie, Röntgendiffraktion
Yosra Dammak, Doktorandin am Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (MPI-SusMat), hat auf der 16th International Conference on Advanced Lithium Batteries for Automotive Applications vom 3.-5. November 2025 in Padua (Italien) einen Posterpreis erhalten. Ihre ausgezeichnete Arbeit liefert neue Erkenntnisse darüber, wie Kathodenmaterialien mit hohem Nickelgehalt während des Betriebs verschleißen. Ihre Ergebnisse liefern wichtige Informationen, um in Zukunft langlebigere Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln.
Wie Kathoden verschleißen
Schichtoxide mit hohem Nickelgehalt wie LiNi0.09Mn0.05Co0.05O2 (NMC955) gehören zu den vielversprechendsten Kathodenmaterialien für zukünftige Lithium-Ionen-Batterien, da sie eine sehr hohe Energiedichte bieten. Allerdings nimmt ihre Leistungsfähigkeit im Laufe vieler Lade-/Entladezyklen ab, verursacht durch mechanische und strukturelle Verschleißprozesse.
Die Forschung von Dammak zielt darauf ab, genau zu verstehen, wie und warum die Kathoden verschleißen und wie sich durch geschicktes mikrostrukturelles Design die Langlebigkeit verbessern lässt. Sie verglich Korngrößen von ca. 1 µm und ca. 0,5 µm und konnte zeigen, dass feinere Mikrostrukturen den Verschleiß deutlich mildern. „Kleinere Korngrößen zeigen eine höhere Energiekapazität, eine bessere Kapazitätserhaltung und eine schnellere Ladefähigkeit“, erklärt Dammak. Mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie und Elektronenrückstreubeugung zeigte sie, dass grobkörnige Materialien zu intergranularen Rissen neigen. Ursache ist eine ungleichmäßig verteilte lokale Dehnung, die sich an den Korngrenzen konzentriert. Feinere Körner bleiben hingegen weitgehend intakt, da ihre Struktur eine gleichmäßigere Verformung und schnellere Korngrenzendiffusion ermöglicht.
Bedeutung für das Batteriedesign der Zukunft
Die Ergebnisse zeigen deutlich: Feinkörnige Kathoden mit hohem Nickelgehalt sind sowohl elektrochemisch als auch mechanisch im Vorteil. Durch das Verknüpfen von Mikrostruktur und Verschleißmechanismen liefert Yosra Dammak wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung langlebiger, hochenergetischer Kathoden für Elektrofahrzeuge und viele weitere Anwendungen.
Die International Conference on Advanced Lithium Batteries for Automotive Applications wurde 2008 ins Leben gerufen, um die weltweite Forschung und Entwicklung verbesserter Lithiumbatterien für Fahrzeuge voranzutreiben und die internationale Zusammenarbeit zu stärken. Auf der Konferenz treffen sich Personen aus Politik, der Automobil- und Batterieindustrie und Wissenschaftler:innen von Hochschulen und Forschungseinrichtungen.
