TY - CONF A1 - Abad Andrade, Carlos Enrique T1 - Lithium isotope fractionation as a diagnostic tool for aging lithium-ion batteries N2 - Lithium-ion batteries (LIBs) are central to modern energy storage technologies, powering applications from portable electronics to electric vehicles and grid storage systems. Their popularity comes from their high energy density, efficiency, and extended cycle life. However, over time, various aging mechanisms lead to capacity loss, increased internal resistance, and, ultimately, battery failure. Understanding and predicting these aging processes is crucial for enhancing the reliability and longevity of LIBs. This necessity makes the development of advanced diagnostic tools essential. This study uses plasma-based spectrometry techniques to explore lithium isotope fractionation (LIF) as a predictive tool for monitoring LIB aging and degradation. Mass spectrometric techniques —including MC-ICP-MS, LA-ICP-MS, and MICAP-MS— were employed to analyze lithium isotopic composition in both new and aged lithium cobalt oxide (LCO) cells, including lab-made coin cells and commercial batteries. An isotopic fractionation was identified during electrochemical cycling: 6Li migrates towards the anode, while 7Li accumulates in the cathode. These isotopic patterns correlate with structural degradation, including solid electrolyte interphase (SEI) growth and crack formation, as confirmed by FIB-SEM, XANES, and EXAFS analyses. This correlation demonstrates that LIF aligns with key aging mechanisms in model coin cells and commercial batteries, such as capacity fade and impedance growth. LIF provides a powerful diagnostic tool for battery health monitoring and aging prediction by linking isotopic fractionation to structural degradation. This approach offers significant potential to extend battery lifespan and improve the reliability of energy storage systems. T2 - ANAKON 2025 CY - Leipzig, Germany DA - 10.03.2025 KW - Isotope KW - Lithium KW - Battery aging KW - Degradation KW - Fractionation KW - Battery PY - 2025 AN - OPUS4-63487 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Pascal, Schmitz A1 - Krause, Ulrich T1 - Forschung zur Sicherheit von Elektroenergiespeichern N2 - Bei der Umstellung der Energieversorgung von fossilen auf „erneuerbare“ Energieträger kommt der Zwischenspeicherung von Energie eine entscheidende Bedeutung zu. Volatile Energieträger wie Solar- und Windenergie werden in Abhängigkeit der Tageszeit und des Wetters gewonnen, sodass die Energiegewinnung starken Schwankungen unterliegt und gleichzeitig begrenzt vorhersagbar ist. Hinzu kommt, dass der Zeitpunkt von Spitzenwerten verfügbarer Energie (z. B. Sommernachmittag bei Wind und Sonnenschein) nur bedingt mit den Zeiten des größten Energiebedarfs (z. B. Winterabend mit niedrigen Temperaturen) übereinstimmt. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 UR - https://www.schadenprisma.de/archiv/artikel/forschung-zur-sicherheit-von-elektroenergiespeichern/ SN - 0343-3560 VL - 2025 IS - 2 SP - 14 EP - 17 PB - Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung der öffentlichen Versicherer e.V. (IFS) CY - Kiel AN - OPUS4-63994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Abad Andrade, Carlos Enrique T1 - On developments of continuum source atomic and molecular absorption spectrometry N2 - Der Bunsen-Kirchhoff-Preis 2022 wurde am 23.06.2022 anlässlich der analytica conference in München an Dr. Carlos Abad verliehen - in Anerkennung seiner exzellenten Entwicklungen im Bereich der continuum source atomic absorption spectrometry (CS-AAS). Dr. Carlos Abad ist ein herausragender Experte auf dem Gebiet der Atom- und molekularen Absorptionsspektrometrie. insbesondere trug er maßgeblich zur substanziellen Weiterentwicklung von Echelle-Spektrometern für die CS-AAS bei. So gelang es, einen quantitativen Zugang zu Elementen wie Bor, Chlor, Fluor und Schwefel, mittels AAS zu erreichen. Erstmals demonstriert Dr. Carlos Abad am Beispiel eines Zr-Modifier, dass durch die Zeitauflösung der eingesetzten Echelle-Systeme mechanistische Untersuchungen zur Wirkung des Modifiers im Graphitrohrofen möglich sind. Besonders hervorzuheben sind seine Arbeiten zum Einsatz der CS-AAS für die Analyse von Isotopen, die eine Genauigkeit aufweist, welche an die der Multikollektor-induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometrie (MC-ICP-MS) heranreicht. Damit ergeben sich völlig neue Einsatzmöglichkeiten für technologisch hochrelevante Applikationen, wie z.B. die Untersuchung der Alterung von Lithium-Batterien oder die Lithium-Analyse in Blutserum. T2 - Analytica Conference: Bunsen-Kirchhoff-Preis 2022 der Deutsche Arbeitskreis für Analytische Spektroskopie (DAAS) CY - Munich, Germany DA - 23.06.2022 KW - Isotopes KW - Fluorine KW - Halogens KW - Non-metals KW - HR-CS-MAS KW - HR-CS-AAS KW - Bunsen-Kirchhoff-Preis KW - Continuum source atomic absorption spectrometry KW - Zr-Modifier KW - Graphite furnace KW - Lithium PY - 2022 AN - OPUS4-56500 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Graeber, Gustav T1 - Paste-like interlayers in alkali-metal battery anodes N2 - Giving an introduction to high-temperature batteries with molten alkali-metal anodes and solid electroyltes. Presenting the research on alkali-metal tensiometry and the study about wetting interactions between liquid alkali-metal alloys and porous carbon hosts. T2 - AG Christina Roth Seminar CY - Bayreuth, Germany DA - 16.07.2025 KW - Battery PY - 2025 AN - OPUS4-64069 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Graeber, Gustav T1 - Graeber Lab for Energy Research at Tag der Chemie in Adlershof N2 - Highlighting recent progress in the Graeber Lab for Energy Research in the areas of alkali-metal tensiometry, alkali-metal anodes in contact with solid electrolytes, sulfur cathodes and solid electrolyte synthesis. T2 - Tag der Chemie in Adlershof 2025 CY - Berlin, Germany DA - 03.07.2025 KW - Batterie PY - 2025 AN - OPUS4-64068 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Graeber, Gustav T1 - Paste-like alkali-metal anodes in contact with solid electroytes N2 - Explaining the motivation of the BMFTR ANaBatt project. Presenting recent advances in alkali metal tensiometry and characterization of alkali-metal wetting in porous carbon materials via X-ray computed tomography. T2 - Sodium Battery Symposium 6 CY - Dresden, Germany DA - 03.09.2025 KW - Battery PY - 2025 AN - OPUS4-64070 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Neue Brandlasten - neue Aufgaben für die Feuerwehr N2 - Die zunehmende Verbreitung von elektrischen Energiespeicher und Flüssiggasspeicher ermöglichen eine erfolgreiche Transition zu einer CO2 neutralen Energieversorgung. Allerdings bringen neue Energiespeicher mit hohen Energiedichten auch zusätzliche Herausforderungen für die Feuerwehr der Zukunft mit sich. Insbesondere Lithiumbatterien können bei falscher Handhabung zum thermischen Durchgehen führen. Dies kann katastrophale Auswirkungen mit sich bringen. Der Umstieg auf Wasserstoff als neuen Energieträger birgt ebenfalls zusätzliche Risiken und Unsicherheiten für die Einsatzkräfte. Daher ist die Lageeinschätzung und der möglichen Gefahren am Einsatzort für die Feuerwehrkräfte essenziell notwendig. T2 - Transfer on fire CY - Ludwigsfelde, Germany DA - 14.08.2024 KW - Lithiumbatterien KW - Sicherheit von Energieträgern KW - Gefahrguttransport PY - 2024 AN - OPUS4-61502 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Untersuchungen für den Transport gekühlter Batterien Vorstellung des Nageltests N2 - Im Zusammenhang mit den Untersuchungen zu den Möglichkeiten von gekühlten Transporten von Lithiumbatterien werden unterschiedliche Zerstörungsmethoden vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wird dabei das neu entwickelte Nageltool und die vorläufigen Untersuchungen für den Einfluss von Ultratiefkühlung auf unbeschädigte Lithiumbatterien vorgestellt. T2 - ERFA-Verpackungen CY - Berlin, Germany DA - 22.09.2022 KW - Lithiumbatterien KW - Thermal Runaway KW - Gefahrguttransport KW - Nageltest PY - 2022 AN - OPUS4-56759 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Untersuchungen für den Transport gekühlter Batterien Vorstellung des Nageltests N2 - Im Zusammenhang mit den Untersuchungen zu den Möglichkeiten von gekühlten Transporten von Lithiumbatterien werden unterschiedliche Zerstörungsmethoden vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wird dabei das neu entwickelte Nageltool vorgestellt. T2 - Fachkonferenz Lithiumbatterien CY - Goettingen, Germany DA - 28.04.2022 KW - Lithiumbatterien KW - Thermal Runaway KW - Gefahrguttransport KW - Nageltest PY - 2022 AN - OPUS4-56758 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zhang, Wuyi A1 - Mehmood, Asad A1 - Ali, Ghulam A1 - Liu, Hui A1 - Chai, Liyuan A1 - Wu, Jun A1 - Liu, Min T1 - Nickel Nanocluster-Stabilized Unsaturated Ni–N3 Atomic Sites for Efficient CO2-to-CO Electrolysis at Industrial-Level Current N2 - Unsaturated Ni single-atom catalysts (SACs), Ni-Nx (x=1,2,3), have been investigated to break the conventional Ni-N4 structural limitation and provide more unoccupied 3d orbitals for CO2 reduction reaction (CO2RR) intermediates adsorption, but their intrinsically low structural stability has seriously hindered their applications. Here, we developed a strategy by integrating Ni nanoclusters to stabilize unsaturated Ni-N3 atomic sites for efficient CO2 electroreduction to CO at industrial-level current. Density Functional Theory (DFT) calculations revealed that the incorporation of Ni nanocluster effectively stabilizes the unsaturated Ni-N3 atomic sites and modulates their electronic structure to enhance the adsorption of the key intermediate *COOH during CO2RR. Guided by these insights, we prepared an optimal composite catalyst, Ni6@Ni-N3, which features a Ni6N6 nanocluster surrounded by six Ni-N3 single atoms sites, through low-temperature pyrolysis. The morphology and coordinative structure of Ni6@Ni-N3 were confirmed by an aberration-corrected transmission electron microscope (AC-TEM) and X-ray absorption spectroscopy (XAS). As a result, Ni6@Ni-N3 demonstrated a remarkably high CO Faradaic efficiency (FECO) of 99.7 % and a turnover frequency (TOF) of 83984.2 h−1 at 500 mA cm−2 under −1.15 VRHE, much better than those of Ni-N4 with a lower FECO of 86 % at 100 mA cm−2 and a TOF of 39309.9 h−1under identical potential. XAS analyses of Ni6@Ni-N3 before and after long-term CO2RR testing confirmed the excellent stability of its coordinative environment. This work highlights a generalizable approach for stabilizing unsaturated single-atom catalysts, paving the way for their application in high-performance CO2RR. KW - Electrochemical CO2 conversion KW - Single atom catalysts KW - CO2 electrolysis PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1002/anie.202424552 SN - 1521-3773 VL - 64 IS - 13 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-62926 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Graeber, Gustav T1 - Batterieforschung an der Humboldt-Universität zu Berlin - Selbstvorstellung beim KLiB N2 - Selbstvorstellung der Batterieforschungsaktivitäten der HU Berlin in Kooperation mit lokalen Partnern wie der BAM im Rahmen eines Netzwerktreffens. Fokus auf die Forschung in der Arbeitsgruppe Graeber zu Festkörperbatterien und der Arbeitsgruppe Adelhelm zu Natrium-Ionen-Batterien. T2 - KLiB Netzwerktreffen CY - Frankfurt, Germany DA - 26.03.2025 KW - Batterie PY - 2025 AN - OPUS4-63350 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -