{"id":68338,"date":"2019-11-12T07:26:24","date_gmt":"2019-11-12T06:26:24","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=68338"},"modified":"2019-11-07T13:18:08","modified_gmt":"2019-11-07T12:18:08","slug":"biobasierte-bindemittel-fuer-lithium-ionen-batterien-entwickelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biobasierte-bindemittel-fuer-lithium-ionen-batterien-entwickelt\/","title":{"rendered":"Biobasierte Bindemittel f\u00fcr Lithium-Ionen-Batterien entwickelt"},"content":{"rendered":"<p><strong>Wie lassen sich Lithium-Ionen-Akkus nachhaltiger herstellen? Bei der Beantwortung dieser Frage spielen auch die Bindemittel, die in den Elektroden eingesetzt werden, eine wichtige Rolle. Sie sollten gesundheitlich unbedenklich sein und im Sinne der Bio\u00f6konomie einen m\u00f6glichst hohen biobasierten Anteil enthalten.<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.fnr.de\/fileadmin\/news\/fnr\/2019\/PM_2019-33_Biobasiere_Bindemittel.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-68340 size-medium\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/csm_PM_2019-33_Biobasiere_Bindemittel_02dfe1bc13-187x300.jpg\" alt=\"csm_PM_2019-33_Biobasiere_Bindemittel_02dfe1bc13\" width=\"187\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2019\/11\/csm_PM_2019-33_Biobasiere_Bindemittel_02dfe1bc13-187x300.jpg 187w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2019\/11\/csm_PM_2019-33_Biobasiere_Bindemittel_02dfe1bc13.jpg 282w\" sizes=\"auto, (max-width: 187px) 100vw, 187px\" \/><\/a>Die Technische Universit\u00e4t Braunschweig, das Th\u00fcnen-Institut und die <a href=\"https:\/\/www.customcells.org\/\" target=\"_blank\">Custom Cells Itzehoe GmbH<\/a> sowie die Schill + Seilacher \u201eStruktol\u201c GmbH als assoziierter Partner pr\u00fcften nun in einem Forschungsprojekt die Eignung biobasierter Epoxid-H\u00e4rter-Systeme als Ersatz f\u00fcr die heute g\u00e4ngigen petrochemischen und halogenierten Bindemittel. Sie nutzten fetts\u00e4uremodifizierte, kommerziell verf\u00fcgbare Epoxide und H\u00e4rter sowie epoxidierte Pflanzen\u00f6le aus \u00d6llein und der Sojabohne. Im Ergebnis eigneten sich insgesamt 21 entwickelte Binder-H\u00e4rter-Systeme grunds\u00e4tzlich als Elektroden-Klebstoff. Einige davon fielen durch sehr gute technische Eigenschaften auf und zeigten sich in Upscale-Versuchen auch f\u00fcr eine industrielle Produktion geeignet.<\/p>\n<p>F\u00fcr das Bindemittel, mit dem die chemisch aktiven Substanzen in den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien befestigt werden, verwendet man heute \u00fcberwiegend Polyvinylidenfluorid (PVDF) in Kombination mit dem L\u00f6semittel N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP). Beide Stoffe haben jedoch Nachteile: PVDF ist teuer, schwer zu entsorgen und weist mechanische Schw\u00e4chen auf, w\u00e4hrend NMP aufgrund seiner toxischen Eigenschaften von der Europ\u00e4ischen Chemikalienagentur als besonders besorgniserregend eingestuft wurde.<\/p>\n<p>Im jetzt abgeschlossenen Projekt untersuchten Forscher erstmals epoxid-basierte Bindemittel aus nachwachsenden Rohstoffen. Sie entwickelten insgesamt 21 Epoxid\/H\u00e4rter-Systeme, die sich grunds\u00e4tzlich f\u00fcr die Herstellung von Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien eignen. Insbesondere bei Haftung, chemischer Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber dem aggressiven Elektrolyten, Elastizit\u00e4t und der Trocknung schnitten die neuen Bindemittel gut ab. Als besonders vielversprechend erwies sich ein fetts\u00e4uremodifizierter Bisphenol-A-Diglycidylether als Epoxidharz mit einem biobasierten Diamin als H\u00e4rter. Gute technische Eigenschaften weist auch die Kombination aus epoxidiertem Lein\u00f6l mit Admergins\u00e4ure auf, deren biobasierter Anteil bei ca. 87 Prozent liegt. Vollst\u00e4ndig biobasiert und ebenfalls grunds\u00e4tzlich gut geeignet war das System epoxidiertes Lein\u00f6l mit einem H\u00e4rter aus Bernsteins\u00e4ureanhydrid und Glycerin.<\/p>\n<p>Au\u00dferdem konnten die Forscher durch das Vorvernetzen der Epoxide die Zellkapazit\u00e4t der Batterien deutlich verbessern: Die Zellen verf\u00fcgten nach mehrfachen Be- und Entladungen noch \u00fcber deutlich mehr Ladekapazit\u00e4t als bei nicht vorvernetzten Epoxiden. In Upscale-Versuchen gelang es den Forschern, einige der entwickelten Systeme industrienah zu verarbeiten.<\/p>\n<p>Die neuen Binder sind nicht nur f\u00fcr die Elektrodenproduktion von Batterien interessant, sondern auch f\u00fcr den Ersatz konventioneller Epoxide und weiterer Klebstoffe.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft (BMEL) \u00fcber den Projekttr\u00e4ger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gef\u00f6rdert. Der Abschlussbericht steht auf fnr.de unter den F\u00f6rderkennzeichen <a href=\"https:\/\/www.fnr.de\/index.php?id=11150&amp;fkz=22026414\" target=\"_blank\">22026414<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.fnr.de\/index.php?id=11150&amp;fkz=22006415\" target=\"_blank\">22006415<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.fnr.de\/index.php?id=11150&amp;fkz=22006515\" target=\"_blank\">22006515<\/a> zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wie lassen sich Lithium-Ionen-Akkus nachhaltiger herstellen? Bei der Beantwortung dieser Frage spielen auch die Bindemittel, die in den Elektroden eingesetzt werden, eine wichtige Rolle. Sie sollten gesundheitlich unbedenklich sein und im Sinne der Bio\u00f6konomie einen m\u00f6glichst hohen biobasierten Anteil enthalten. 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