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Merck

Batteriematerialien

Eine Zusammenstellung typischer Sigma-Aldrich-Flaschen im Inneren des Schnittbildes einer Batterie.

Unsere Batteriematerialien zeichnen sich durch unübertroffene Reinheit und Konsistenz aus und bieten eine hervorragende, zuverlässige Leistung, damit unsere Kunden selbst bei Experimenten mit langen Zyklen reproduzierbare Daten erzielen können. Vom Labormaßstab über den Pilotmaßstab bis hin zur Herstellung – unsere vielfältige Auswahl an Batteriematerialien deckt Ihren gesamten Bedarf in der Forschung ab.

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Eine Flasche, dargestellt als Teil eines Batteriekreislaufs mit einem Lithium-Ionen-Salztropfen und einem darin enthaltenen Blitz.

Elektrolyt-Materialien für Batterien

Bei einem Elektrolyten handelt es sich um einen Stoff, der Elektrizität leitet, wenn er in einem Lösungsmittel aufgelöst ist, und der für das ordnungsgemäße Funktionieren einer Batterie essenziell ist. Bei Lithium-Ionen-Batterien besteht der Elektrolyt in der Regel aus einem Lithiumsalz wie Lithiumhexafluorophosphat, das in einer Mischung aus organischen Lösungsmitteln wie Ethylencarbonat und Diethylcarbonat gelöst ist.

Unsere Batterieelektrolyte bieten die beständigste und zuverlässigste Leistung, da Wasser- und Säureverunreinigungen auf ein Minimum beschränkt werden. Wir wissen, dass unsere Kunden unterschiedliche Anforderungen an die Elektrolytformulierung haben. Deshalb bieten wir sowohl vorformulierte Elektrolyte an, die direkt aus der Flasche entnommen werden können, als auch alle für Batterien geeigneten Elektrolytmaterialien, wie z. B. Lösungsmittel, Elektrolytsalze und Zusatzstoffe, die Kunden für die interne Formulierung ihrer eigenen Elektrolyte benötigen. Diese Flexibilität und unser auf individuelle Bedürfnisse zugeschnittenes Angebot sorgen dafür, dass unsere Kunden genau die passenden Lösungen für ihre Anforderungen erhalten, ganz gleich, ob sie an der Prüfung von Knopfzellen oder an Prototypen von Batteriezellen im Pouchformat arbeiten.

Eine Illustration der molekularen strukturellen Zusammensetzung von Kathodenmaterialien: CAM, polymeres Bindemittel und leitfähiges Additiv.

Materialien für Batterie-Kathoden

In einer Lithium-Ionen-Batterie ist die Kathode die Elektrode, die Elektronen aus dem externen Stromkreis aufnimmt und eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ladungsgleichgewichts spielt, indem sie gleichzeitig Lithium-Ionen einlagert. Normalerweise besteht die Kathode aus einem aktiven Kathodenmaterial (CAM, ~90 %), einem polymeren Bindemittel (~5 %) und einem leitfähigen Zusatzstoff (~5 %). Diese Materialien werden gemischt, sodass eine Aufschlämmung (Slurry) entsteht, die dann auf einen Stromkollektor aus Aluminiumfolie gegossen wird, wodurch die Kathode erzeugt wird.

Die Auswahl des CAM ist ein wesentlicher Faktor, der die Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterie durch Zellspannung und Kapazität bestimmt. Unsere hochwertigen CAMs umfassen gängige Materialien wie Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2), Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4), Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4 oder LFP) und Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2 oder NMC), die jeweils Stärken und Abstriche in Bezug auf Energiedichte, thermische Stabilität und Kosteneffizienz aufweisen. Außerdem haben wir auch gießfertige Slurries und gebrauchsfertige Elektrodenplatten für unsere Kunden im Angebot, die sich den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Kathodenherstellung sparen und ihre Forschung beschleunigen möchten.

Illustration einer Batterie mit einer Periodensystem-Kachel des Elements Lithium.
Illustration einer Batterie mit einer Periodensystem-Kachel des Elements Silicium.

Materialien für Batterie-Anoden

In einer Lithium-Ionen-Batterie ist die Anode die „negative“ oder „reduzierende“ Elektrode, die als Elektronenquelle dient. Konventionalle Anodenmaterialien bestehen aus Graphit, kohlenstoffbasierten Materialien oder Metalloxiden und werden als Interkalationsanoden bezeichnet. Konversionsanoden der nächsten Generation, z. B. auf Basis von Silicium und metallischem Lithium, finden aufgrund ihrer höheren Energiedichte immer mehr Verbreitung.

Unser Angebot umfasst eine Reihe hochwertiger Anodenmaterialien, darunter natürlicher und synthetischer Graphit, Silicium-basierte Anodenmaterialien wie Nanopartikel und Silicium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe, Lithiumtitanat (LTO) sowie metallisches Lithium. Um den Leistungsanforderungen unserer Kunden zu entsprechen, führen wir außerdem Anodenmaterialien mit Kohlenstoff- und LATP-Beschichtungen sowie gießfertige Slurries und gebrauchsfertige Elektrodenbleche.

Eine stilisierte Batterieabbildung mit gepackten Lithium-Ionen-Atomen.

Materialien für Feststoffbatterien

Bei Feststoffbatterien kommt ein Festelektrolyt als Ersatz für in aktuellen Lithium-Ionen-Batterien verwendete Flüssigelektrolyte zum Einsatz. Feststoffbatterien sind eine der vielversprechendsten Batterietechnologien der nächsten Generation mit dem Ziel, Sicherheit und Energiedichte zu verbessern. Festelektrolyte können aus einer Reihe von Materialien hergestellt werden, z. B. aus keramischen Werkstoffen, Polymeren und Gläsern, die alle unterschiedliche Vorzüge und Eigenschaften aufweisen. Unsere hochwertigen Feststoffelektrolyt-Materialien sind in verschiedenen Zusammensetzungen erhältlich, darunter Sulfide, Oxide und Halogenide. Die Synthese der Materialien erfolgt sorgfältig mit kontrollierter Partikelgröße, Kristallinität und Reinheit, um eine zuverlässige und reproduzierbare Leistung in elektrochemischen Zellen zu erzielen.

Illustration einer Batterie mit einer Periodensystem-Kachel des Elements Natrium.

Materialien für Natrium-Ionen-Batterien

Natrium-Ionen-Batterien entwickeln sich zu einer Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien und bieten erhebliche Vorteile wie niedrigere Materialkosten, höhere Sicherheit und reichlich vorhandene Ressourcen für deren Herstellung. Bei Natrium-Ionen-Batterien werden anstelle von Lithium-Ionen Natrium-Ionen verwendet, um elektrische Ladungen zu speichern und zu übertragen.

Wir haben eine Palette hochwertiger Materialien für Natrium-Ionen-Batterien im Angebot. Zu unseren Natrium-Ionen-Materialien zählen Elektrolyte, aktive Kathoden- und Anodenmaterialien, Vorprodukte (Präkursoren) und Elektrodenplatten, die allesamt darauf ausgelegt sind, eine hohe Energiedichte, eine lange Lebensdauer und eine konstante, reproduzierbare Leistung zu liefern.

Eine Darstellung von Sigma-Aldrich-Flaschen, Ampullen im Umriss einer Batterie.

Für Batterien geeignete Präkursoren

Präkursoren sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung der aktiven Kathoden- und Anodenmaterialien. Unser Angebot beinhaltet eine breite Palette an hochwertigen Salzpräkursoren für die Synthese von Batteriematerialien, darunter für Batterien geeignete Lithiumsalze wie Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat sowie hochreine Übergangsmetallsalze wie Kobalt-, Mangan-, Nickel-, Aluminium- und Eisensalze. Ob Präkursoren für Feststoffreaktionen, Co-Präzipitation oder nasschemische Verfahren – wir liefern die hochreinen Präkursoren, mit denen unsere Kunden zuverlässig und reproduzierbar leistungsstarke Batteriematerialien synthetisieren können.

Unser Expertenteam steht Ihnen jederzeit zur Verfügung, damit Sie sich in dem riesigen Angebot an Batteriematerialien zurechtfinden und die besten Lösungen für eine maximale Leistung Ihrer Batterien entwickeln können. Entdecken Sie diese und weitere Batteriematerialien einschließlich unsere für Batterien geeigneten Produkte und umweltfreundlicheren Alternativen zu konventionellen Produkten (Greener Alternative Products). Entdecken Sie unsere Aluminium-, Kupfer- und Nickel-Batteriefolien, hochviskosen Anoden- und Kathodenbindemittel und Kohlenstoff-Nanomaterialien für Ihren gesamten Forschungs- und gewerblichen Bedarf.


Zugehörige Produktressourcen

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