Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 41 
lonen-Akkus bestehen aus beschichteten Elektroden (Abb. 7), der Anode, einer Cu-Folie 
mit Graphitbeschichtung, und der Kathode, einer Al-Folie, die mit verschiedenen 
Materialien beschichtet sein kann. Lithium-Eisen-Phosphate (LFP) mit Partikelgrößen 
kleiner einem Mikrometer sind sehr zyklenstabil und werden überwiegend in stationären 
Anwendungen eingesetzt. Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxide (NMC), Lithium-Nickel- 
Kobalt-Aluminium-Oxide (NCA) oder Lithium-Mangan-Oxide (LMO) werden wegen ihrer 
hohen Energiedichte überwiegend in mobilen Anwendungen eingesetzt. Die Elektroden 
werden durch einen Separator getrennt. Für die Mikrostruktur ist ein möglichst homogener 
Aufbau von Zellwickeln und Elektroden anzustreben. Mikroskopische Methoden sind sehr 
gut geeignet, um Abweichungen und Fehler in der Mikrostruktur der Akkus zu detektieren. 
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Abb. 7: (a) Lichtmikroskopische Aufnahme des Aufbaus einer Li-lonen Batterie mit ab- 
wechselnden Schichten aus Anode (Cu-Ableiter (orange) mit Graphit) und Kathode (Al- 
Ableiter (wei) mit LFP (LiFePO4)) getrennt durch Separator. (b, c) Li-lonen-Batterie mit 
Blend-Kathoden (beschichtet mit LiMn,O, (irregular geformt) und LiNiCo,O2 (sphérische 
Granulate)): (b) REM Massekontrast und (c) korrelatives Elementmapping, REM/EDX. 
3.1 Fertigungsqualitat von Batterien 
Der Fertigungsprozess hat grofien Einfluss auf Elektrodenmorphologie und Mikrostruktur 
der Batterie und damit auf ihre spätere Leistung in der Anwendung. Beispielsweise werden 
die Elektroden mittels einer Kalanderwalze verdichtet, um die spezifische Kapazität der 
Elektroden und die mechanische Anhaftung der Beschichtung an den Elektrodenfolien zu 
3, dass plast'- erhöhen sowie den Porenanteil der Beschichtung zu reduzieren. Dabei ist sicherzustellen, 
Mikroskopie dass trotz der Verdichtung noch ein ausreichend ausgeprägtes Porennetzwerk für die 
Maanetfeld. Diffusion von Li-lonen in flüssigem Elektrolyt vorhanden ist. Je nach Größe des Kalan- 
drierdrucks kann es zu Partikelbrüchen im Aktivmaterial und zu Ableiterverformungen 
kommen. Durch Partikelbrüche wird die Partikelgrößenverteilung beeinflusst. Für leis- 
tungsintensive Anwendungen sind schmale Partikelgrößenverteilungen mit kleinen 
Partikeldurchmessern von Vorteil [6, 7]. Ableiterverformungen führen zu Schwankungen 
"omoonenten. der Beschichtungsdicke in der Kathode und beeinflussen somit die lokale Zellbalance. 
an EFA Darüber hinaus gilt es, während der Produktion eine Kontamination der Ausgangs- 
: sqft materialien und der beschichteten Elektrodenfolien zu vermeiden. So verringern Fremd- 
der Material partikel die Kapazität. Sie können sogar unerwünschte chemische Reaktionen induzieren, 
astaht großer die wiederum die Batterien schneller altern lassen. Fremdpartikel die auf ; den 
uktur auf de Elektrodenfolien zurückbleiben, können den Separator beschädigen und zu einem 
ai yon Lk Kurzschluss filhren. Sie gelten somit als sicherheitskritisch und sollten unbedingt 
i I vermieden werden (Abb. 8).