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Feste Elektrolyte
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Technische Details zu Festelektrolyten

SCHOTT fertigt Festelektrolyte mithilfe eines präzise kontrollierten Glaskeramikprozesses. Die festen Elektrolyte sind chemisch stabil, individuell anpassbar und lassen sich vom Labor bis zur Produktion skalieren. Mit umfassender technischer Expertise begleitet SCHOTT Sie von der frühen Zellentwicklung bis zur Serienproduktion.

Für leistungsstarke Batterien

Kompatibel mit verschiedenen Zellarchitekturen

SCHOTT greift auf eine lange Tradition in der Spezialglas- und Glaskeramikpulvertechnologie zurück, um Festelektrolyte für Hybrid- und Festkörperbatterien zu entwickeln. Unsere Elektrolyte können Kathodenverbundwerkstoffen zugesetzt oder in Hybridelektrolyten verwendet werden, die aus leitenden Polymeren und unseren Elektrolyten bestehen. Sie können außerdem gesintert werden, um Volumenmembranen zu bilden. In Flüssigelektrolytbatterien können Festelektrolyte als Additive in Kathodenverbundwerkstoffen oder zur Herstellung von Polymermembranbeschichtungen eingesetzt werden, wodurch die thermische Stabilität der Batterie erhöht, die Sicherheit verbessert und die Schrumpfung reduziert werden kann.

Abgestimmt auf Ihr Zelldesign

Unser Batterielaborteam kann Festelektrolyte für verschiedene Zelltechnologien anpassen und eine Vielzahl anwendungsrelevanter Tests durchführen. Zu den Modifikationsoptionen zählen:

  • Anpassung der Sintertemperatur, z. B. für das Co-Sintern mit Kathodenmaterialien
  • Kundenspezifische Partikelgrößenverteilung für den Einsatz in unterschiedlichen Batteriekomponenten
  • Partikeloberflächenfunktionalisierung für den optimierten Einsatz in Polymer-Verbundelektrolyten

Leistungsstarke, skalierbare Produktion

Unsere Festelektrolyte werden mittels eines präzisen Glaskeramikverfahrens hergestellt, das eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet und vollständig kundenspezifische Materialzusammensetzungen ermöglicht. Basierend auf unserem langjährig etablierten Glaskeramik-Herstellungsprozess erzeugt unser Ansatz hochleitfähige und elektrochemisch robuste Materialien mit hoher Reinheit und Homogenität. Mit potenziellen Produktionskapazitäten von über 1.000 Tonnen pro Jahr kann unser skalierbarer Prozess die Volumenanforderungen der Märkte für Elektrofahrzeuge und stationäre Batterie-Energiespeicher erfüllen.

Unterstützung ab Tag eins

Indem Sie uns frühzeitig in Ihren Prozess einbinden, können wir Sie auf Ihrem Weg zum Batteriedesign von der Konzeptphase bis zur Kommerzialisierung effektiv unterstützen. Mit SCHOTT als Partner profitieren Sie von unserer umfassenden Expertise in anorganischen Hochleistungswerkstoffen. 

Leistungsdaten

Natriumionenleitendes Material
Allgemeine Informationen
Materialklasse Silikate Na₅RSi₄O₁₂ (R = Seltene Erden)
Produktionsprozess Glaskeramikverfahren (Schmelzen, Keramisieren) und Pulververarbeitung

 

Elektrische Eigenschaften
Na-Leitfähigkeit, gesamt (bei 25 °C)1 > 1 · 10⁻³ S/cm
Elektronische Leitfähigkeit1 < 1 · 10⁻⁹ S/cm
Aktivierungsenergie 0,3 eV – 0,35 eV

 

(Elektro-)chemische Eigenschaften
(Elektro-)chemische Stabilität2
 Stabil gegenüber Na-Metall
Grenzflächenwiderstand zu Na2
 < 50 Ω · cm²

 

Weitere Eigenschaften
Schüttdichte ~ 3,1 g/cm³
Partikelgröße des Pulvers Standard D₅₀: 2–3 μm (weitere Größen auf Anfrage)
Sintertemperatur 950 °C – 1.050 °C
 
 
 
Partikelgrößenverteilung

Die Standardvermahlung liefert die folgende typische Partikelgrößenverteilung.
Weitere Verteilungen sind auf Anfrage erhältlich.

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Abbildung 1: Volumengewichtete Partikelgrößenverteilung, hier: D₅₀ = 2,4 μm

 

Kristallstruktur

Die XRD-Analyse zeigt einen hohen Anteil an kristallinem Na₅RSi₄O₁₂.

SCHOTT_EP_Grafiken_DB_Solid_Elektrolyte_2026_04_23_2

Abbildung 2: Röntgenbeugungsmuster des SCHOTT Materials (hellblau) und Na₅RSi₄O₁₂-Referenzspektrum (dunkelblau)3

 

1. Leitfähigkeit des gesinterten Pellets. Relative Dichte > 95%
2. Keine visuellen Unterscheidungsmerkmale im Materialquerschnitt und stabiler Grenzflächenwiderstand über die Zeit bei Kontakt mit geschmolzenem Na
3. Quelle: Maksimov, B.A., Kharitonov, Y.A., Belov, N.V. „Crystal structure of the Na-Y meta-silicate Na₅Y-Si₄O₁₂“ (in englischer Übersetzung). Sov. Phys. Dokl. 18, 763–765 (1974)

Bitte beachten Sie: Alle Werte sind Richtwerte.

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Dr. Niko Schultz

Senior Projektmanager New Ventures