FlexTexAkku - Entwicklung eines neuartigen biokompatiblen und auslaufsicheren gelartigen Polymerelektrolyts für den Einsatz in einem flexiblen lithiumbasierten Akkumulator
Projektleiter: Dr. Mario Schrödner
Projektnummer: KK5087803LT1
Laufzeit: 01.05.2021 – 31.10.2024
Aufgabenstellung
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines flexiblen, drapierbaren, auslaufsicheren und biokompatiblen Akku-mulatorsystems zur Verwendung in intelligenten Textilsystemen. Die Aufgabe des TITK-Teilprojekts war die Entwicklung eines hochviskosen, mechanisch belastbaren Polymerelektrolyts mit einer ionischen Leitfähigkeit größer als 1 mS/cm, einer Temperaturbeständigkeit von -15 °C bis 65 °C
Ergebnisse
Die angestrebten Polymerelektrolyte wurden auf der Basis eines Polyvinylidenfluorid-Copolymers (PVDF:HFP), einer ionischen Flüssigkeit und einem Lithiumsalz formuliert. Unter Variation der einzelnen Bestandteile wurden gelartige Elektrolyte mit einer Scherviskosität bis 39 mPa s, einem Schermodul bis 30 kPa und einer elektrischen Leitfähigkeit bis 6 mS/cm erhalten. Die Elektrolyte sind auslaufsicher, temperaturstabil bis 300 °C und wider-standsfähig gegen Durchbiegung bis zu einem Winkel von 70°. Integriert in einen Akku mit LTO-Anode und LFP-Kathode liefert das System zuverlässig Strom bei einer Nennspannung von 1,9 V. Der Akku kann mehrfach geladen und entladen werden und speichert Ladungsmengen bis zu 2 mAh/cm².
Anwendung
Beim Projektpartner indutron Industrieelektronik GmbH wurden erfolgreich Anwendungsuntersuchungen mit einem Leuchttextil durchgeführt. Das Gesamtsystem beinhaltet neben dem Akku ein Akkumulatormanagementsystem, eine Steuerelektronik und eine textile Schaltung mit LED-Leuchtdioden.
Es funktioniert ohne Nachladen zuverlässig über einen Zeitraum von mehreren Stunden und demonstriert die Machbarkeit elektronischer Funktionstextilien mit textilem Akku. Neben dieser Prototypanwendung sind weitere zahlreiche intelligente Textilsysteme, welche z.B. Sensoren und Aktoren beinhalten, realisierbar.
