DE102019213585A1 - Anode material and process for its manufacture - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Komposits, insbesondere geeignet als Anodenmaterial für eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines porösen Siliziummaterials mit einer Vielzahl von Poren; und - Einbringen eines Festkörperelektrolytmaterials in die Poren. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechend hergestelltes Anodenmaterial, eine dieses enthaltende Batteriezelle sowie eine entsprechende Batterie.The invention relates to a method for producing a silicon composite, particularly suitable as an anode material for a solid-state battery or lithium-ion battery, comprising the following steps: providing a porous silicon material with a large number of pores; and introducing a solid electrolyte material into the pores. The invention also relates to a correspondingly produced anode material, a battery cell containing it and a corresponding battery.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Komposits und dessen Verwendung als Anodenmaterial. Die Erfindung betrifft ferner eine das Anodenmaterial enthaltende Batteriezelle sowie eine entsprechende Batterie.The invention relates to a method for producing a silicon composite and its use as an anode material. The invention also relates to a battery cell containing the anode material and a corresponding battery.

Die Verwendung von Elektrodenmaterialien mit hoher Energiedichte ist zur Herstellung von Batteriezellen mit hoher Kapazität und möglichst geringen Kosten wesentlich. Als Anodenmaterialien sind derzeit Mischungen von Graphit mit geringen Anteilen an Silizummaterialien wie SiO Stand der Technik, neuere Forschungen richten sich jedoch auf die Entwicklung von Anoden mit hohem Siliziumanteil. Silizium ist ein vielversprechendes Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien, da es über eine Legierungsbildung eine sehr hohe Aufnahmekapazität für Lithium aufweist, sowie eine theoretische Kapazität, die wesentlich höher liegt als die des üblicherweise in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Graphits.The use of high energy density electrode materials is essential to produce high capacity battery cells with the lowest possible cost. Mixtures of graphite with low proportions of silicon materials such as SiO are currently the state of the art as anode materials, but recent research is directed towards the development of anodes with a high proportion of silicon. Silicon is a promising anode material for lithium-ion batteries, as it has a very high absorption capacity for lithium through alloy formation, as well as a theoretical capacity that is significantly higher than that of the graphite usually used in lithium-ion batteries.

Silizium-Nanodrähte (nano wires) werden beispielsweise direkt auf Kupferfolie über chemische Gasphasenabscheidung (Chemical-Vapor-Deposition, CVD) oder physikalische Gasphasenabscheidung (Physical-Vapor-Deposition, PVD) aufgebracht. Verfahren, die auf Gasphasenabscheidungen beruhen, verlangsamen jedoch die Produktion von Elektroden im Vergleich zu konventionellen Walzen- oder Düsenbeschichtung und verteuern diese. Weiterhin wurde mesoporöser Siliziumschaum als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien beschrieben, beispielsweise von Xiaolin Li et al. in Nature Communications, 2014 , 5:4105 „Mesoporous silicon sponge as an anti-pulverization structure for high-performance lithium-ion battery anodes“.For example, silicon nanowires are applied directly to copper foil via chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). Processes based on vapor deposition, however, slow down the production of electrodes compared to conventional roller or nozzle coating and make them more expensive. Furthermore, mesoporous silicon foam has been described as an anode material for lithium-ion batteries, for example by Xiaolin Li et al. in Nature Communications, 2014 , 5: 4105 "Mesoporous silicon sponge as an anti-pulverization structure for high-performance lithium-ion battery anodes".

Die Bildung von Legierungen der Siliziummaterialien mit Lithium während der Lade-/Entlade-Zyklen in einer Zelle führt zudem in der Regel zu hohen Volumenänderungen des brüchigen Materials. Hierdurch kommt es zu Kontaktverlusten und Rissen im Schichtaufbau einer Batteriezelle. Daher wird meist nicht reines Silizium als Anodenmaterial eingesetzt, sondern ein Kompositmaterial mit Graphit. Graphit und Kohlenstoffe zeichnen sich durch eine geringe Volumenänderung beim Laden/Entladen aus, wodurch in einem Silizium/Kohlenstoff-Komposit die Volumenänderung insgesamt weniger stark zum Tragen kommt. Durch die Mischung mit Kohlenstoff sinkt jedoch die Energiedichte im Vergleich zu reinem Silizium ab. Demgegenüber sind Anoden mit hohem Siliziumanteil mechanisch instabil.The formation of alloys of silicon materials with lithium during the charge / discharge cycles in a cell also usually leads to large changes in the volume of the brittle material. This leads to loss of contact and cracks in the layer structure of a battery cell. For this reason, pure silicon is usually not used as the anode material, but a composite material with graphite. Graphite and carbons are characterized by a slight change in volume during charging / discharging, which means that the overall change in volume in a silicon / carbon composite is less significant. However, due to the mixture with carbon, the energy density drops compared to pure silicon. In contrast, anodes with a high silicon content are mechanically unstable.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Silizium-Komposit zur Verfügung zu stellen, das zur Verwendung als Anodenmaterial in einer Batteriezelle geeignet ist.It is the object of the invention to provide a silicon composite which is suitable for use as an anode material in a battery cell.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Komposits, insbesondere geeignet als Anodenmaterial für eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, umfassend die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen eines porösen Siliziummaterials mit einer Vielzahl von Poren; und
  • - Einbringen eines Festkörperelektrolytmaterials in die Poren.
The object is achieved in particular by a method for producing a silicon composite, particularly suitable as an anode material for a solid-state battery or lithium-ion battery, comprising the following steps:
  • - providing a porous silicon material with a plurality of pores; and
  • - Introducing a solid electrolyte material into the pores.

In die Poren des porösen Siliziummaterials wird ein Festkörperelektrolyt eingebracht. Durch das Auffüllen der Poren wird die Struktur zum einen mechanisch stabilisiert. Durch den stabilisierenden Effekt kann die Degradierung des Siliziummaterials während der Lade-/Entlade-Zyklen in einer Zelle verringert werden. Zum anderen wird eine ausreichend hohe ionische Leitfähigkeit innerhalb des porösen Siliziummaterials zur Verfügung gestellt. Weiterhin kann durch den Schutz der Oberfläche des Siliziums eine höhere Coulomb-Effizienz erreicht werden. So können eine höhere Beladung des Siliziums und eine höhere Energiedichte der Zelle erreicht werden.A solid electrolyte is introduced into the pores of the porous silicon material. By filling the pores, the structure is mechanically stabilized on the one hand. The stabilizing effect can reduce the degradation of the silicon material during the charge / discharge cycles in a cell. On the other hand, a sufficiently high ionic conductivity is made available within the porous silicon material. Furthermore, by protecting the surface of the silicon, a higher Coulomb efficiency can be achieved. In this way, a higher loading of the silicon and a higher energy density of the cell can be achieved.

Das Festkörperelektrolytmaterial ist vorzugsweise ausgewählt aus einem Polymerelektrolyten, keramischen Festkörperelektrolyten oder sulfidischen Festkörperelektrolyten.The solid electrolyte material is preferably selected from a polymer electrolyte, ceramic solid electrolyte or sulfidic solid electrolyte.

In bevorzugten Ausführungsformen ist das Festkörperelektrolytmaterial ein Polymerelektrolyt. Hierbei bringt man den Polymerelektrolyten vorzugsweise in die Poren ein während das Polymermaterial in monomerer Form vorliegt und polymerisiert in den Poren.In preferred embodiments, the solid electrolyte material is a polymer electrolyte. In this case, the polymer electrolyte is preferably introduced into the pores while the polymer material is present in monomeric form and polymerizes in the pores.

Der Polymerelektrolyt umfasst vorzugsweise ein Polymermaterial und ein Leitsalz. Als Polymer sind Polymere, die zusammen mit einem Lithiumsalz einen Polymerelektrolyten ausbilden, verwendbar. Vorzugsweise ist Polyethylenoxid (PEO) verwendbar. Das Leitsalz ist vorzugsweise LiPF6. Auf Polyethylenoxid (PEO) und LiPF6 basierende Polymerelektrolyte sind bevorzugt.The polymer electrolyte preferably comprises a polymer material and a conductive salt. Polymers which, together with a lithium salt, form a polymer electrolyte can be used as the polymer. Polyethylene oxide (PEO) can preferably be used. The conductive salt is preferably LiPF 6 . Polymer electrolytes based on polyethylene oxide (PEO) and LiPF 6 are preferred.

In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist das Festkörperelektrolytmaterial ein keramischer Festkörperelektrolyt. Hierbei stellt man den keramischen Festkörperelektrolyten vorzugsweise über ein Sol-Gel-Verfahren her, bringt das Sol und/oder Gel in die Poren ein und kalziniert in den Poren. Sol-Gel-Verfahren sind zur Herstellung keramischer Festkörperelektrolyte verwendbar. Unter einem Sol-Gel-Verfahren ist ein nasschemisches Verfahren zu verstehen, bei dem bei dem sich aus einem viskos fließenden Sol (kolloidaldisperses System mit festen Partikeln), ein Netzwerk aus den Solpartikeln bildet. Durch einen Gelierung genannten Vorgang entsteht hieraus ein viskoelastischer Festkörper (Gel). Das keramische Festkörperelektrolytmaterial kann insbesondere ausgewählt sein aus Lithiumvanadiumphosphat (LVP), Lithiumaluminiumtitanphosphat (LATP) und Lithiumtitanphosphat (LTP).In further preferred embodiments, the solid electrolyte material is a ceramic solid electrolyte. Here, the ceramic solid-state electrolyte is preferably produced using a sol-gel process, the sol and / or gel is introduced into the pores and calcined in the pores. Sol-gel processes can be used for the production of ceramic solid-state electrolytes. Under a sol-gel Process is to be understood as a wet-chemical process in which a network of sol particles is formed from a viscous flowing sol (colloidally dispersed system with solid particles). Through a process called gelation, a viscoelastic solid (gel) is created. The ceramic solid electrolyte material can in particular be selected from lithium vanadium phosphate (LVP), lithium aluminum titanium phosphate (LATP) and lithium titanium phosphate (LTP).

In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist das Festkörperelektrolytmaterial ein sulfidischer Festkörperelektrolyt. Der sulfidische Festkörperelektrolyt wird vorzugsweise in die Poren des porösen Siliziummaterials gepresst. Sulfidische Festkörperelektrolyte können beispielsweise durch Druck in die Poren des Siliziumschaums gepresst werden. Bevorzugte sulfidische Festkörperelektrolyte sind Lithiumsulfid-Phosphorsulfide (LiPS) wie Li2S·P2S5.In further preferred embodiments, the solid electrolyte material is a sulfidic solid electrolyte. The sulfidic solid electrolyte is preferably pressed into the pores of the porous silicon material. Sulphidic solid-state electrolytes can, for example, be pressed into the pores of the silicon foam by pressure. Preferred sulfidic solid-state electrolytes are lithium sulfide-phosphorus sulfides (LiPS) such as Li 2 S · P 2 S 5 .

Das sulfidische Festkörperelektrolytmaterial, das als Füllmaterial dient, weist vorzugsweise einen Partikeldurchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser der Poren ist.The sulfidic solid electrolyte material which serves as a filler material preferably has a particle diameter which is smaller than the diameter of the pores.

Das poröse Siliziummaterial kann Makroporen und/oder Mesoporen und/oder Nanoporen aufweisen. In bevorzugten Ausführungsformen ist das poröse Siliziummaterial ein mesoporöser Siliziumschaum. Unter dem Begriff „mesoporös“ wird verstanden, dass die Poren eine Porengröße zwischen 2 und 50 nm aufweisen. Siliziumschäume können über anodisches elektrochemisches Ätzen mit einstellbarer Porengröße und Porosität hergestellt werden. Weiterhin sind mesoporöse Siliziumschäume in partikulärer Form kommerziell erhältlich, beispielsweise unter der Bezeichnung „E-magy“ von RGS Development BV. Durch das Einbringen eines Festkörperelektrolyten in die Poren des mesoporösen Siliziumschaums kann ein stabilisierter Siliziumschaum erhalten werden.The porous silicon material can have macropores and / or mesopores and / or nanopores. In preferred embodiments, the porous silicon material is a mesoporous silicon foam. The term “mesoporous” means that the pores have a pore size between 2 and 50 nm. Silicon foams can be produced using anodic electrochemical etching with adjustable pore size and porosity. Mesoporous silicon foams are also commercially available in particulate form, for example under the name “E-magy” from RGS Development BV. By introducing a solid electrolyte into the pores of the mesoporous silicon foam, a stabilized silicon foam can be obtained.

Durch das Polymerisieren des Polymerelektrolyten oder das Kalzinieren des keramische Festkörperelektrolytmaterials in den Poren bzw. nach dem Einpressen des sulfidischen Festkörperelektrolytmaterials wird ein vorzugsweise partikelförmiges Silizium/Festkörperelektrolyt-Komposit erhalten. Unter dem Begriff „Komposit“ ist ein Verbund aus verschiedenen Materialien zu verstehen. Unter dem Begriff „Silizium-Komposit“ ist ein Verbund aus verschiedenen Materialien, der wenigstens Silizium umfasst, zu verstehen.A preferably particulate silicon / solid electrolyte composite is obtained by polymerizing the polymer electrolyte or calcining the ceramic solid electrolyte material in the pores or after pressing in the sulfidic solid electrolyte material. The term “composite” is understood to mean a combination of different materials. The term “silicon composite” is to be understood as meaning a composite of different materials, which comprises at least silicon.

Das erhaltene Komposit kann insbesondere in Form eines Pulvers vorliegen. Ein mittels des Verfahrens erhaltenes Pulver kann anschließend über Mahl- und Mischprozesse, beispielsweise mittels einer Kugelmühle oder eines Hochgeschwindigkeits-Mischers, in eine gewünschte Partikelform gebracht werden. Bevorzugt sind Siliziumschäume mit einer Partikelgröße im Nanometerbereich.The composite obtained can in particular be in the form of a powder. A powder obtained by means of the method can then be brought into a desired particle shape via grinding and mixing processes, for example by means of a ball mill or a high-speed mixer. Silicon foams with a particle size in the nanometer range are preferred.

Zur Herstellung einer Anode kann ein derart hergestellte Pulver anschließend über Walzen- oder Düsenbeschichtung, insbesondere Slot-Die-Coating, auf einen Stromsammler wie eine Kupferfolie beschichtet werden.To produce an anode, a powder produced in this way can then be coated onto a current collector such as a copper foil via roller or nozzle coating, in particular slot-die coating.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Anodenmaterial für eine elektrochemische Zelle, insbesondere eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren. Hinsichtlich der Beschreibung und Vorteile des Anodenmaterials wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.Another object of the present invention relates to an anode material for an electrochemical cell, in particular a solid-state battery or lithium-ion battery, produced by the method according to the invention. With regard to the description and advantages of the anode material, explicit reference is hereby made to the explanations in connection with the method according to the invention.

Ein weiterer Gegenstand betrifft ein Anodenmaterial für ein elektrochemisches Element, insbesondere eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, wobei das Anodenmaterial ein mit einem Festkörperelektrolyten gefüllter mesoporöser Siliziumschaum ist. Vorzugsweise ist der Festkörperelektrolyt hierbei ausgewählt aus einem Polymerelektrolyten, einem keramischen Festkörperelektrolyten und einem sulfidischen Festkörperelektrolyten. Hinsichtlich der weiteren Beschreibung und Vorteile des Anodenmaterials wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Das Anodenmaterial ist insbesondere in einer Batteriezelle verwendbar.Another subject matter relates to an anode material for an electrochemical element, in particular a solid-state battery or lithium-ion battery, the anode material being a mesoporous silicon foam filled with a solid-state electrolyte. The solid electrolyte is preferably selected from a polymer electrolyte, a ceramic solid electrolyte and a sulfidic solid electrolyte. With regard to the further description and advantages of the anode material, explicit reference is hereby made to the explanations in connection with the method according to the invention. The anode material can be used in particular in a battery cell.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Batteriezelle, insbesondere Festkörperzelle oder Lithium-Ionen-Zelle, umfassend ein erfindungsgemäß hergestelltes Anodenmaterial bzw. einen mit einem Festkörperelektrolyten gefüllten mesoporösen Siliziumschaum. Ein weiterer Gegenstand betrifft eine Batterie, insbesondere Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, umfassend wenigstens eine derartige Batteriezelle.Another subject matter of the invention relates to a battery cell, in particular a solid-state cell or lithium-ion cell, comprising an anode material produced according to the invention or a mesoporous silicon foam filled with a solid-state electrolyte. Another subject matter relates to a battery, in particular a solid-state battery or lithium-ion battery, comprising at least one such battery cell.

Der Begriff Batterie bezeichnet vorliegend insbesondere eine sekundäre oder wieder aufladbare Batterie. Festkörper-Akkumulatoren, die üblicherweise als Feststoffbatterien oder auch als All-Solid-State-Batterien bezeichnet werden, werden insbesondere für mobile Anwendungen wie Fahrzeuge entwickelt. Festkörper-Akkumulatoren umfassen wie übliche Lithium-Batteriezellen eine Kathode, eine Anode und einen dazwischen angeordneten Elektrolyten bzw. Separator.In the present case, the term battery refers in particular to a secondary or rechargeable battery. Solid-state accumulators, which are usually referred to as solid-state batteries or also as all-solid-state batteries, are being developed in particular for mobile applications such as vehicles. Solid-state accumulators, like conventional lithium battery cells, comprise a cathode, an anode and an electrolyte or separator arranged between them.

Hinsichtlich der Beschreibung und Vorteile der Batteriezelle und der Batterie wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem Anodenmaterial sowie der Figur verwiesen.With regard to the description and advantages of the battery cell and the battery, the explanations in connection with the referenced method according to the invention, the anode material and the figure.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnung veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnung nur beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further advantages and advantageous configurations of the subject matter according to the invention are illustrated by the drawing and explained in the description below. It should be noted that the drawing is only of a descriptive nature and is not intended to restrict the invention in any way.

Es zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
It shows
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt, dass gemäß eines ersten Schritts 1 ein mesoporöser Siliziumschaum mit einer Vielzahl von Poren bereitgestellt wird. In einem folgenden Schritt 2 werden LiPF6 und Monomere von Polyethylenoxid (PEO) in einem Hochgeschwindigkeitsmischer (Nobilta™) mit dem Siliziumschaum vermischt, wodurch das Polymer in die Poren eindringt und in den Poren polymerisiert wird. Ein so hergestelltes Komposit-Pulver kann anschließend über Mahl- und Mischprozesse beispielsweise in einer Kugelmühle oder einem Hochgeschwindigkeitsmischer (Nobilta™) in eine gewünschte Partikelform gebracht werden. 1 shows that according to a first step 1 a mesoporous silicon foam having a plurality of pores is provided. In a following step 2 LiPF 6 and monomers of polyethylene oxide (PEO) are mixed with the silicon foam in a high-speed mixer (Nobilta ™), whereby the polymer penetrates into the pores and is polymerized in the pores. A composite powder produced in this way can then be brought into a desired particle shape via grinding and mixing processes, for example in a ball mill or a high-speed mixer (Nobilta ™).

Das so hergestellte Pulver kann anschließend zur Herstellung einer Anode über Slot-Die-Coating auf eine Kupferfolie beschichtet werden.The powder produced in this way can then be coated onto a copper foil using slot die coating to produce an anode.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Xiaolin Li et al. in Nature Communications, 2014 [0003]Xiaolin Li et al. in Nature Communications, 2014 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Komposits, insbesondere geeignet als Anodenmaterial für eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines porösen Siliziummaterials mit einer Vielzahl von Poren; und - Einbringen eines Festkörperelektrolytmaterials in die Poren.A method for producing a silicon composite, particularly suitable as an anode material for a solid-state battery or lithium-ion battery, comprising the following steps: - providing a porous silicon material with a plurality of pores; and - Introducing a solid electrolyte material into the pores. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperelektrolytmaterial ein Polymerelektrolyt ist, wobei man den Polymerelektrolyten vorzugsweise in die Poren einbringt während das Polymermaterial in monomerer Form vorliegt und in den Poren polymerisiert.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the solid electrolyte material is a polymer electrolyte, the polymer electrolyte preferably being introduced into the pores while the polymer material is in monomeric form and polymerizes in the pores. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperelektrolytmaterial ein keramischer Festkörperelektrolyt ist, wobei man den keramischen Festkörperelektrolyten vorzugsweise über ein Sol-Gel-Verfahren herstellt, das Sol und/oder Gel in die Poren einbringt und in den Poren kalziniert.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the solid electrolyte material is a ceramic solid electrolyte, the ceramic solid electrolyte preferably being produced via a sol-gel process which introduces sol and / or gel into the pores and calcines it in the pores. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperelektrolytmaterial ein sulfidischer Festkörperelektrolyt ist, wobei man den sulfidischen Festkörperelektrolyten vorzugsweise in die Poren des porösen Siliziummaterials presst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the solid electrolyte material is a sulfidic solid electrolyte, wherein the sulfidic solid electrolyte is preferably pressed into the pores of the porous silicon material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Siliziummaterial ein mesoporöser Siliziumschaum ist.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the porous silicon material is a mesoporous silicon foam. Anodenmaterial für eine elektrochemische Zelle, insbesondere eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Anode material for an electrochemical cell, in particular a solid-state battery or lithium-ion battery, produced by the method according to one of the Claims 1 to 5 . Anodenmaterial für ein elektrochemisches Element, insbesondere eine Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass das Anodenmaterial ein mit einem Festkörperelektrolyten gefüllter mesoporöser Siliziumschaum ist.Anode material for an electrochemical element, in particular a solid-state battery or lithium-ion battery, characterized in that the anode material is a mesoporous silicon foam filled with a solid-state electrolyte. Anodenmaterial nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperelektrolyt ausgewählt ist aus einem Polymerelektrolyten, einem keramischen Festkörperelektrolyten und einem sulfidischen Festkörperelektrolyten.Anode material after Claim 6 or 7th , characterized in that the solid electrolyte is selected from a polymer electrolyte, a ceramic solid electrolyte and a sulfidic solid electrolyte. Batteriezelle, insbesondere Festkörperzelle oder Lithium-Ionen-Zelle, umfassend ein Anodenmaterial nach einem der Ansprüche 6 bis 8.Battery cell, in particular solid-state cell or lithium-ion cell, comprising an anode material according to one of the Claims 6 to 8th . Batterie, insbesondere Festkörperbatterie oder Lithium-Ionen-Batterie, umfassend wenigstens eine Batteriezelle nach Anspruch 9.Battery, in particular solid-state battery or lithium-ion battery, comprising at least one battery cell according to Claim 9 .
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