Die Festkörperbatterie (engl. All Solid State Battery, kurz ASSB) gilt als vielversprechender Kandidat, um die Sicherheit von Akkumulatoren für Elektroautos zu erhöhen. Eine große Herausforderung bei der Entwicklung geeigneter Materialkonzepte ist die Reaktionsfreudigkeit der verwendeten Sulfide. Diese sind stark hygroskopisch und setzen bei Kontakt mit Luftfeuchtigkeit eine chemische Zersetzung der Struktur in Gang. Dadurch war es bisher nicht möglich, die Elektroden mittels 3D-Röntgentomographie mikroskopisch zu charakterisieren.

Nun ist es unserem Team gelungen, ein Schutzkonzept für die sensiblen Werkstoffe der Feststoffbatterie zu entwickeln. Damit war es möglich, die Elektrodenstruktur mit einer Auflösung im Submikrometerbereich über viele Stunden zu scannen. Die 3D-Röntgenmikroskopie ist eine Methode zur zerstörungsfreien Abbildung von Proben mit hoher Auflösung. Der Scan ermöglicht einen Einblick in die räumliche Verteilung der Aktivmaterialien (NMC und LSPCl) und erlaubt eine präzise Vorhersage der elektrochemischen Aktivität. Das Video zeigt einen kleinen Ausschnitt aus dem 4K-Volumen, wobei die einzelnen Phasen farblich segmentiert dargestellt sind. Die Aufnahme wurde auf einem 3D-Röntgenmikroskop des Typs Skyscan 2214 von Bruker mit einer Auflösung von 0.28 Mikrometern pro Voxel durchgeführt.