WO2013013867A1 - Separator für einen energiespeicher und energiespeicher - Google Patents

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WO2013013867A1
WO2013013867A1 PCT/EP2012/060094 EP2012060094W WO2013013867A1 WO 2013013867 A1 WO2013013867 A1 WO 2013013867A1 EP 2012060094 W EP2012060094 W EP 2012060094W WO 2013013867 A1 WO2013013867 A1 WO 2013013867A1
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separator
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PCT/EP2012/060094
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Marcus Wegner
Jean Fanous
Jens Grimminger
Martin Tenzer
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a separator for an energy storage. More particularly, the present invention relates to a separator for a lithium-sulfur battery having improved cycle stability, and a lithium-sulfur battery comprising the separator.
  • Capacity of sulfur may be particularly preferred.
  • Circumstances have a so-called shuttle mechanism. This is essentially based on different solubilities of resulting lithium-sulfur species.
  • the overall reaction occurring in such batteries Li + S 8 ⁇ -> Li 2 S includes several polysulfide intermediates having a sulfur chain length between three and eight. These are in common
  • longer chain polysulfides diffuse to the metallic lithium anode where they react and are reduced directly with the lithium.
  • the resulting medium and short-chain polysulfides can in turn diffuse to the cathode and be oxidized there again to longer-chain polysulfides, or with
  • the separator should have a high degree of ionic conductivity in order to simplify the production and to improve the performance of the battery.
  • the separator comprises two layers of different chemical compatibility.
  • the first layer is directly adjacent to the anode and is chemically compatible with the anode. It therefore forms with another
  • the second location is essentially
  • the second layer is chemically compatible with the first layer.
  • the present invention is a separator for a
  • Energy storage in particular for a lithium-sulfur battery, comprising at least a first layer and at least one second layer, wherein the at least one first layer comprises a material having a affine property with respect to at least one electrode active material, and wherein the at least one second Layer comprises a material having a repellent with respect to an electrode active material property, wherein the at least one first layer and wherein the at least one second
  • a separator may in particular be a means for separating an anode and a cathode in an energy store.
  • the separator can in particular prevent undesired active material from the anode to the cathode and above all from the cathode to the anode.
  • the separator may serve to electrically separate the anode and the cathode from each other.
  • an active material may in particular be a material which imparts its actual functionality to an energy store or is required for the function of an energy store.
  • the active material may be present in a charged state of the energy store and degraded by electrochemical processes during the discharge process.
  • the active material may be formed during a discharge process so that it may be in a discharged state of the energy storage device.
  • an active material in the context of the present invention may be understood as meaning a material which comprises a material formed from a material arranged in the anode and / or cathode by means of an electrochemical process taking place during a charging and / or discharging process
  • active material may be understood to include, but not limited to, various lithium sulfide species or polysulfide species.
  • the separator has at least one first layer and at least one second layer.
  • a layer can be understood in particular to be any suitable layer.
  • the separator may have at least one first and at least one second, that is to say a total of at least two layers, or else preferably a plurality of layers.
  • the first layer comprises or consists of a material having a property affine with respect to at least one electrode active material.
  • this may mean, in particular, that the first layer has attractive forces with respect to the at least one active material.
  • affine affine
  • Characteristics include the effort to create a bond, for example, steric, covalent or electrostatic. Thus, in particular, any state may be encompassed, from a slight attraction to a covalent bond.
  • the active material can be immobilized in the first layer.
  • the second layer further comprises or consists of a material having a repellency with respect to an electrode active material.
  • a repellent property can be understood in particular to mean that there is no affinity but, for example, repulsive forces are present. This can for example also be realized by electrostatic forces.
  • repellent properties in the context of the present invention is also a
  • Impermeability to the active material includes. This can be done, for example, by providing a second layer that has no pores or
  • the second layer for the active material may not be permeable.
  • the second layer may thus have a barrier, such as a
  • Diffusion barrier form for the active material.
  • the at least one first layer and the at least one second layer can preferably be arranged directly adjacent thereto. This may mean in the sense of the invention in particular that the at least two layers without the
  • Provision of an intermediate layer are provided, ie bordering each other directly.
  • the separator according to the invention can be significantly reduced or even completely prevented that active material unintentionally, for example, passes from the cathode to the anode, or vice versa.
  • the shuttle mechanism can be effectively counteracted, for example, in the case of a lithium-sulfur battery.
  • the efficiency of a charging and / or discharging process can be made more effective, and furthermore the loss of active material due to insoluble precipitation can be reduced or completely prevented.
  • complete oxidation of polysulfides into elemental sulfur can be ensured, resulting in an improvement in capacity.
  • a retentive effect can be designed to be particularly effective.
  • a hiking of the active material already significantly reduced or even completely prevented.
  • this is attracted to the first layer and remains in this. In this way, even with a passage of active material through the second layer, a migration to the counter electrode can be further reduced.
  • the active material can first be immobilized in the first layer, whereby a passage through the second layer is further complicated. Consequently, the retention of the active material over the solutions known from the prior art can be further reduced.
  • the separator can remain stable over a virtually unlimited cycle time.
  • the retention of the active material can remain stable over a large number of cycles, which prolongs the long-term stability of the separator per se and also of an energy store equipped with the separator.
  • a separator according to the present invention with respect to the shape and shape of the individual layers can be produced in almost unlimited designs, so that the separator according to the invention can be adapted or used for a multiplicity of fields of application.
  • an energy store equipped with the separator according to the invention also has a multiplicity of fields of application.
  • the second layer is aligned with the electrode whose active material is to be stopped.
  • the second layer may be oriented in the direction of the cathode, whereas the first layer in FIG.
  • the separator may have a number of 3 + 2n layers, wherein the 3 + 2n layers may be arranged alternately with respect to the first and the second layer.
  • inventive separator thus extend in a particularly advantageous manner to more than two layers.
  • a first layer and a second layer in addition to the provision of two layers, a first layer and a second layer, in particular three or more than three layers may be provided.
  • a plurality of layers can thus be provided, which always form an effective barrier for the active material, or attract the active material. This can be particularly effectively prevented that
  • Active material migrates from one electrode to the counter electrode.
  • a first layer between two second layers may be arranged.
  • an effective enclosure or a cage for the active material can be created, in which or the
  • Active material is immobilized.
  • the active material is not only attracted or bound by an affine layer with respect to the active material.
  • it is additionally prevented by the two, the first layer limiting second layers of an exit from the first layer. Consequently, unwanted migration of the active material, such as from the cathode to the anode, can be more effectively prevented in this embodiment.
  • Such a configuration is possible both in the provision of only three layers, as well as in the provision of a plurality of first and second layers.
  • a passage of active material can be particularly effectively prevented in this embodiment, since forms a variety of enclosures for the active material.
  • the design can basically be formed with any suitable layer combination or layer arrangement. Moreover, only a first layer or any number of first layers may be arranged between two second layers.
  • the separator can a
  • active material which is immobilized or positioned in particular in the first position, is basically no longer available as an active electrode component for a function of an energy store.
  • active material does not get to the anode, but also, in the event that it can not migrate to the cathode, no longer to the cathode, this state could possibly cause a loss of active material and thus possibly a loss of capacity with a separator according to the invention equipped energy storage cause. This effect can be effectively prevented in this embodiment.
  • an electrical contacting of the Separatorlagen and thus the active material can be achieved.
  • a conductive additive may in particular be an electrically conductive material, such as graphite or carbon black. This can preferably be arranged in the at least one first layer, since
  • the Leitzusatz be useful to allow a contact. This contacting allows the electrochemical oxidation and reduction of the immobilized in the layer structure active material. This leaves the capacity of one
  • the conductive additive is not disposed in all layers, otherwise under certain circumstances, an electrical connection between the anode and the cathode could lead to a short circuit.
  • At least one layer can be configured without a Leitzusatz. It may be preferred if the alignable to an anode layer, ie in particular has an end position, no Leitzusatz. In this case, the active material can continue to interact with the cathode without problems.
  • the conductive additive is present in an amount of ⁇ 20%. In this quantity can already have a sufficient electrochemical
  • connection of the layer structure or of the positioned in the layer structure active material can be realized. However, the affine or repellent properties with respect to the active material can essentially be retained.
  • the at least one first layer may have a thickness in a range of> 1 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ , for example> 10 ⁇ to ⁇ 50 ⁇ , and / or the at least one second layer may have a thickness in a range from> 1 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ , for example> 10 ⁇ to ⁇ 50 ⁇ have.
  • Such thicknesses are sufficient to be effective
  • the at least one first layer can comprise or consist of a polymer having at least one heteroatom
  • the second layer can comprise or consist of a polymer functionalized with anionic and / or negatively polarized groups.
  • polymers having at least one heteroatom in particular incorporated as a single atom into the molecular structure, are particularly suitable, since they have a particularly strong affinity for instance to polysulfides. These materials are therefore particularly advantageous for use in lithium-sulfur batteries.
  • the heteroatom can be chosen freely. Non-limiting examples include oxygen or sulfur.
  • An exemplary first layer polymer includes, for example, polyethylene oxide or a derivative thereof. A derivative can be found here
  • polyethylene oxide-based or a polyethylene oxide-containing material in particular a polyethylene oxide-based or a polyethylene oxide-containing material.
  • material for the second layer may be with anionic and / or negatively polarized groups functionalized polymers are preferred.
  • Such polymers may in particular have anionic groups or negatively polarized groups whose negative charge or polarization is localized over a large molecular range.
  • these may in particular be polymers having a conjugate negative charge or polarization.
  • Such polymers can achieve a sufficiently high lithium-ion conductivity by only a small interaction with the lithium ions.
  • such polymers provide electrostatic because of the particular delocalized negative charge or negative polarization
  • anionically functionalized polymers are polystyrene or derivatives thereof, such as polystyrene sulfonates, 4-halo-polystyrene, where the halogen may be bromine, iodine or chlorine, 4-nitro-polystyrene, 4-hydroxy-polystyrene, 2,6-dihydroxy- 4-nitro-polystyrene, or suitable combinations thereof.
  • the at least one first layer and / or the at least one second layer may be porous in order to receive a liquid, in particular liquid electrolyte.
  • a suitable electrolyte system includes, for example, 1,3-dioxane (DOL) and dimethoxyethane (DME) in lithium bis-trifluoromethylsulfonylimide (LiTFSI).
  • the separator can thus accommodate a suitable electrolyte, so that a good ionic conductivity can be achieved. It is not necessary in the choice of materials of the first or the second layer, the ionic
  • Suitable porosities may be in a range from> 20% to ⁇ 90%, in particular from> 30% to ⁇ 70%.
  • the present invention furthermore relates to an energy store, in particular a lithium-sulfur battery, comprising at least one separator according to the invention.
  • An energy store according to the invention has in particular the advantages described with respect to the separator. in the In detail, an energy store according to the invention has, in particular, improved cycle behavior and improved longevity.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a separator according to the invention arranged in an energy store according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of another embodiment of a arranged in an energy storage device according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of another embodiment of a arranged in an energy storage device according to the invention
  • FIG. 1 shows an embodiment of a separator 1 according to the invention.
  • the separator 1 can be arranged in particular in an energy store 2.
  • the energy storage 2 may be, for example, a lithium-ion battery. It can be used in electrical tools,
  • the energy store 2 may have an anode 3 and a cathode 4.
  • the anode 3 and the cathode 4 are formed in particular depending on the nature of the energy storage device 2 and may comprise a suitable active material.
  • the anode may be formed of metallic lithium, for example.
  • the cathode 4 may further form a cathode matrix, typically sulfur, a conductive additive such as graphite, carbon black, carbon nanotubes, carbon nanofibers or other electrically conductive carbon species, and a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF), cellulose-based binders or Teflon.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • a lead additive may be advantageous because both elemental sulfur and lithium sulfide and lithium disulfide do not conduct electricity.
  • the cathode 4 has, in the case of the lithium-sulfur cell, depending on the state of charge of the energy storage 2, polysulfides as active material.
  • the separator 1 comprises at least a first layer 5 and at least a second layer 6, 7.
  • the at least one first layer 5 comprises a material which has an affinity with respect to at least one electrode-active material, such as one or a plurality of polysulfides.
  • the at least one second layer 6, 7 comprises a material having a repellency with respect to an electrode active material, such as one or a plurality of polysulfides. It can be seen in FIG. 1 that the at least one first layer 5 and the at least one second layer 6, 7 can be arranged directly adjacent to one another. Moreover, according to FIG. 1, the at least one first layer 5 is respectively arranged between two second layers 6, 7.
  • the at least one first layer 5 may have a thickness in a range of> 1 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ , for example> 10 ⁇ to ⁇ 50 ⁇ .
  • the at least one second layer 6, 7 has a thickness in one
  • Range of> 1 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ , for example> 10 ⁇ have up to ⁇ 50 ⁇ .
  • the desired retention behavior of the separator 1 is particularly effective, with a good compactness is given.
  • the at least one first layer 5 may comprise a polymer having at least one heteroatom
  • / or the at least one second layer 6, 7 may comprise a polymer functionalized with anionic groups and / or negatively polarized groups.
  • Preferred examples include, but are not limited to, polyethylene oxide or a derivative thereof for the at least one first layer 5, and polystyrene or a derivative thereof for the at least one second layer 6, 7.
  • the at least one first layer 5 and / or the at least one second layer 6, 7 be porous to receive a particular liquid electrolyte.
  • the entire separator may be porous or only a defined electrolyte region.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the separator 1 or the energy store 2 according to the invention.
  • the separator 1 and the energy storage 2 corresponds in the
  • the separator 1 comprises a total of five layers. In this case, two first layers 5 and 8 and also three second layers 6, 7 and 9 are provided. As in the embodiment according to FIG. 1, in the embodiment according to FIG. 2 the separator 1 has a number of 3 + 2n layers, wherein the 3 + 2n layers are arranged alternately with respect to the first 5, 8 and the second 6, 7, 9 layers are.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the separator 1 or the energy store 2 according to the invention.
  • the separator 1 and the energy storage 2 corresponds in the
  • the separator 1 has a conductive additive 10.
  • the conductive additive 10 may be arranged, for example, only in the at least one first layer 5 or in the plurality of first layers 5, 8. Furthermore, the lead additive be arranged in any position. However, it is advantageous if the Leitzusatz is not provided in the anode 3 facing the layer 7.
  • the Leitzusatz may for example have graphite or carbon black or consist of the aforementioned materials. Furthermore, the Leitzusatz 10 in a
  • Quantity in a range of ⁇ 20% Quantity in a range of ⁇ 20%.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator (1) für einen Energiespeicher (2). Der erfindungsgemäße Separator (1) ist insbesondere in einer Lithium-Schwefel-Batterie einsetzbar. Um eine verbesserte Zyklenstabilität zu erzielen, umfasst der Separator (1) wenigstens eine erste Lage (5) und wenigstens eine zweite Lage (6, 7), wobei die wenigstens eine erste Lage (5) ein Material umfasst, welches eine bezüglich wenigstens eines Elektroden-Aktivmaterials affine Eigenschaft aufweist, und wobei die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) ein Material umfasst, welches eine bezüglich eines Elektroden-Aktivmaterials abweisende Eigenschaft aufweist. Dabei können die wenigstens eine erste Lage (5) und die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) insbesondere unmittelbar benachbart angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen den erfindungsgemäßen Separator (1) umfassenden Energiespeicher (2).

Description

Beschreibung
Titel
Separator für einen Energiespeicher und Energiespeicher Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator für einen Energiespeicher. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Separator für eine Lithium- Schwefel-Batterie mit einer verbesserten Zyklenstabilität, und eine Lithium- Schwefel-Batterie umfassend den Separator.
Stand der Technik
Sekundärbatterien weisen ein großes Potential für eine Vielzahl von
Anwendungsgebieten auf. Dabei können etwa Sekundärbatterien, welche auf dem Redoxpaar Lithium/Schwefel basieren, aufgrund der hohen spezifischen
Kapazität von Schwefel besonders bevorzugt sein. Für eine Vielzahl von
Anwendungen kann dabei jedoch insbesondere die Zyklenstabilität derartiger Energiespeicher noch Verbesserungspotential aufweisen. So ist es beispielsweise für Lithium/Schwefel-Batterien bekannt, dass diese unter
Umständen einen sogenannten Shuttle-Mechanismus aufweisen. Dieser basiert im Wesentlichen auf unterschiedlichen Löslichkeiten von entstehenden Lithium- Schwefel-Spezies. Im Detail beinhaltet die in derartigen Batterien ablaufende Gesamtreaktion Li + S8 <-> Li2S mehrere Polysulfid-Zwischenstufen mit einer Schwefel-Kettenlänge zwischen drei und acht. Diese sind in gängigen
Elektrolytsystemen gut löslich. Die Reaktionsprodukte Li2S2 und Li2S hingegen sind fast unlöslich in vielen Lösungsmitteln beziehungsweise Elektrolytsystemen.
Aufgrund der unterschiedlichen Löslichkeit der Polysulfide diffundieren längerkettige Polysulfide zu der metallischen Lithium-Anode, wo sie direkt mit dem Lithium reagieren und reduziert werden. Die dabei entstehenden mittel- und kurzkettigen Polysulfide können wiederum zur Kathode diffundieren und dort wieder zu längerkettigen Polysulfiden oxidiert werden, oder auch mit
vorhandenen Schwefel-Spezies mit einer höheren Schwefel-Oxidationsstufe eine Komproportionierungsreaktion eingehen. Bei der Reaktion mit Lithium an der Anode kann es beispielsweise zur Bildung von unlöslichen Sulfidspezies kommen, welche an der Anode ausfallen können. Ein schneller Polysulfid-Shuttle kann darüber hinaus auch eine vollständige Wiederaufladung der Zelle erschweren oder verhindern. Aus dem Dokument US 7,282,296 B1 sind Separatoren und Elektrodenstrukturen bekannt, um insbesondere aktive Metallanoden vor schädlichen Reaktionen mit Luft, Feuchtigkeit oder anderen Batteriekomponenten zu schützen. Der
Separator soll dabei einen hohen Grad an ionischer Leitfähigkeit aufweisen, um die Herstellung zu vereinfachen und die Leistungsfähigkeit der Batterie zu verbessern. Dabei umfasst der Separator zwei Schichten unterschiedlicher chemischer Kompatibilität. Die erste Schicht liegt direkt an der Anode an und ist chemisch kompatibel zu der Anode. Sie bildet daher mit einer weiteren
Komponente der Batterie, der Umgebung, oder der Anode selbst keine für die Batterie schädliche Verbindung. Die zweite Lage ist im Wesentlichen
undurchlässig für weitere Komponenten der Batterie, wie etwa dem Elektrolyt, und der Umgebung und verhindert so einen Kontakt der Batterie mit diesen Komponenten. Die zweite Lage ist dabei zu der ersten Lage chemisch kompatibel.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Separator für einen
Energiespeicher, insbesondere für eine Lithium-Schwefel-Batterie, umfassend wenigstens eine erste Lage und wenigstens eine zweite Lage, wobei die wenigstens eine erste Lage ein Material umfasst, welches eine bezüglich wenigstens eines Elektroden-Aktivmaterials affine Eigenschaft aufweist, und wobei die wenigstens eine zweite Lage ein Material umfasst, welches eine bezüglich eines Elektroden-Aktivmaterials abweisende Eigenschaft aufweist, wobei die wenigstens eine erste Lage und wobei die wenigstens eine zweite
Lage insbesondere unmittelbar benachbart angeordnet sind. Ein Separator kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Mittel zum Trennen einer Anode und einer Kathode in einem Energiespeicher sein. Dabei kann der Separator insbesondere verhindern, dass ungewollt Aktivmaterial von der Anode zur Kathode und vor allem von der Kathode zur Anode gelangt. Darüber hinaus kann der Separator dazu dienen, die Anode und die Kathode elektrisch voneinander zu trennen.
Ein Aktivmaterial kann ferner insbesondere ein Material sein, welches einem Energiespeicher seine eigentliche Funktionalität verleiht beziehungsweise für die Funktion eines Energiespeichers benötigt wird. Dabei kann das Aktivmaterial etwa in einem geladenen Zustand des Energiespeichers vorliegen und durch elektrochemische Prozesse während des Entladevorgangs abgebaut werden. Alternativ kann das Aktivmaterial während eines Entladevorgangs gebildet werden, so dass es in einem entladenen Zustand des Energiespeichers vorliegen kann. Darüber hinaus kann unter einem Aktivmaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Material verstanden werden, welches eine aus einem in der Anode und/oder Kathode angeordneten Material durch während eines Lade- und/oder Entladevorgangs stattfindende elektrochemische Prozess gebildete
Zwischenstufe ist. Für den Fall einer Lithium-Schwefel-Batterie beispielsweise können unter dem Aktivmaterial in nur exemplarischer und nicht beschränkender Weise verschiedene Lithiumsulfid-Spezies beziehungsweise Polysulfid-Spezies verstanden werden.
Der Separator weist erfindungsgemäß wenigstens eine erste Lage und wenigstens eine zweite Lage auf. Unter einer Lage kann im Sinne der Erfindung insbesondere jede geeignete Schicht verstanden werden. Dabei kann der Separator wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite, also insgesamt wenigstens zwei Lagen aufweisen, oder aber bevorzugt eine Mehrzahl an Lagen.
Gemäß der Erfindung umfasst die erste Lage ein Material oder besteht aus diesem, welches eine bezüglich wenigstens eines Elektroden-Aktivmaterials affine Eigenschaft aufweist. Das kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die erste Lage bezüglich des wenigstens einen Aktivmaterials Anziehungskräfte aufweist. Insbesondere können affine
Eigenschaften das Bestreben umfassen, eine Bindung, beispielsweise sterisch, kovalent oder elektrostatisch, einzugehen. Folglich kann insbesondere von einer leichten Anziehungskraft bis hin zu einer kovalenten Bindung jeder Zustand umfasst sein. Dadurch kann das Aktivmaterial in der ersten Lage immobilisiert werden. Die zweite Lage umfasst ferner ein Material oder besteht aus diesem, welches eine bezüglich eines Elektroden-Aktivmaterials abweisende Eigenschaft aufweist. Unter einer abweisenden Eigenschaft kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden werden, dass eben keine Affinität vorliegt, sondern beispielsweise Abstoßungskräfte vorliegen. Dies kann beispielsweise ebenfalls durch elektrostatische Kräfte realisiert werden. Darüber hinaus ist von abweisenden Eigenschaften im Sinne der vorliegenden Erfindung ebenfalls eine
Undurchlässigkeit für das Aktivmaterial umfasst. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen einer zweiten Lage geschehen, die keine Poren oder
Durchgangskanäle oder Ähnliches aufweist, durch welche das Aktivmaterial gelangen kann. Folglich kann die zweite Lage für das Aktivmaterial nicht permeabel sein. Die zweite Lage kann somit eine Barriere, wie etwa eine
Diffusionsbarriere, für das Aktivmaterial ausbilden.
Die wenigstens eine erste Lage und die wenigstens eine zweite Lage können dabei bevorzugt unmittelbar benachbart angeordnet sein. Das kann im Sinne der Erfindung insbesondere bedeuten, dass die wenigstens zwei Lagen ohne das
Vorsehen einer Zwischenschicht vorgesehen sind, also unmittelbar aneinander grenzen.
Durch den erfindungsgemäßen Separator kann deutlich reduziert oder sogar vollkommen verhindert werden, dass Aktivmaterial ungewollt beispielsweise von der Kathode zur Anode gelangt, oder umgekehrt. Dadurch kann etwa bei einer Lithium-Schwefel-Batterie insbesondere dem Shuttle-Mechanismus wirksam entgegengewirkt werden. Dadurch kann etwa die Effektivität eines Lade- und/oder Entladevorgangs effektiver gestaltet werden und ferner der Verlust an Aktivmaterial durch unlösliche Niederschläge reduziert oder vollkommen verhindert werden. Darüber hinaus kann etwa für den Fall einer Lithium-Schwefel-Batterie eine vollständige Oxidation von Polysulfiden in elementaren Schwefel sichergestellt werden, was eine Verbesserung der Kapazität bewirkt. Durch den erfindungsgemäßen mehrlagigen Aufbau aus insgesamt wenigstens zwei Lagen kann eine retentive Wirkung dabei besonders wirksam gestaltet werden. Im Detail kann beispielsweise durch die zweite Lage ein Wandern des Aktivmaterials bereits deutlich reduziert oder sogar gänzlich verhindert werden. Für den Fall, dass trotz der Ausgestaltung der zweiten Lage mit bezüglich des Aktivmaterials einer abweisenden Eigenschaft Aktivmaterial die zweite Lage durchdringt, wird dieses von der ersten Lage angezogen und verbleibt in dieser. Auf diese Weise kann selbst bei einem Durchtritt von Aktivmaterial durch die zweite Lage ein Wandern zu der Gegenelektrode weiter reduziert werden.
Alternativ kann das Aktivmaterial zunächst in der ersten Lage immobilisiert werden, wodurch ein Durchtritt durch die zweite Lage weiter erschwert wird. Folglich kann die Retention des Aktivmaterials gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weiter reduziert werden.
Darüber hinaus kann der Separator über eine nahezu unbegrenzte Zyklendauer stabil bleiben. Dadurch kann auch die Retention des Aktivmaterials über eine große Zyklenzahl stabil bleiben, was die Langzeitstabilität des Separators an sich und ferner eines mit dem Separator ausgestatten Energiespeichers verlängert.
Weiterhin kann ein Separator gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Form und Gestalt der einzelnen Lagen in nahezu unbegrenzten Ausführungen hergestellt werden, so dass der Separator gemäß der Erfindung für eine Vielzahl an Anwendungsgebiete anpassbar beziehungsweise für diese nutzbar ist.
Dadurch weist auch ein mit dem erfindungsgemäßen Separator ausgestatteter Energiespeicher eine Vielzahl an Anwendungsgebieten auf.
Dabei ist grundsätzlich frei wählbar, in welcher Ausrichtung die Lagen
angeordnet sind. Es kann jedoch bevorzugt sein, dass die zweite Lage zu der Elektrode ausgerichtet ist, dessen Aktivmaterial aufgehalten werden soll. So kann für den Fall einer Lithium-Schwefel-Batterie beispielsweise die zweite Lage in Richtung der Kathode ausgerichtet sein, wohingegen die erste Lage in
Richtung der Anode ausgerichtet sein kann. In diesem Fall wird das Aktivmaterial in der räumlichen Umgebung der Kathode gehalten, was die Kapazität weiter verbessern kann. Im Rahmen einer Ausgestaltung kann der Separator eine Anzahl von 3+2n Lagen aufweisen, wobei die 3+2n Lagen bezüglich der ersten und der zweiten Lage alternierend angeordnet sein können. Insgesamt lässt sich der
erfindungsgemäße Separator somit in besonders vorteilhafter Weise auf mehr als zwei Lagen ausdehnen. Im Sinne der Erfindung können in dieser Ausgestaltung neben dem Vorsehen zweier Lagen, einer ersten Lage und einer zweiten Lage, insbesondere drei oder mehr als drei Lagen vorgesehen sein. Dies kann in besonders vorteilhafter Weise realisiert werden, indem die Lagenanordnung stets um eine erste Lage mit bezogen auf das Aktivmaterial affinen Eigenschaften und eine zweite Lage mit bezogen auf das Aktivmaterial abweisenden Eigenschaften erweitert wird. Folglich sind stets 3+2n Lagen vorhanden, wobei n null oder jede ganze Zahl sein kann (n = 0,1 ,2,3...). Da in dieser Ausgestaltung stets eine ungerade Anzahl an Lagen vorgesehen ist, kann ferner bevorzugt jeweils eine zweite Lage mehr vorhanden sein als erste Lagen vorhanden sind. In dieser Ausgestaltung kann somit eine Vielzahl an Lagen vorgesehen sein, welche stets eine wirksame Barriere für das Aktivmaterial bilden, oder aber das Aktivmaterial anziehen. Dadurch kann besonders wirksam verhindert werden, dass
Aktivmaterial von einer Elektrode zu der Gegenelektrode wandert. Darüber hinaus lässt sich insbesondere in dieser Ausgestaltung bei dem
Vorsehen von drei oder mehr Lagen erreichen, dass in einer Ausgestaltung eine erste Lage zwischen zwei zweiten Lagen angeordnet sein kann. In dieser Ausgestaltung kann eine wirksame Einhausung beziehungsweise ein Käfig für das Aktivmaterial geschaffen werden, in der beziehungsweise dem das
Aktivmaterial immobilisiert wird. Im Detail wird das Aktivmaterial nicht nur durch eine bezüglich des Aktivmaterials affine Lage angezogen beziehungsweise gebunden. Es wird darüber hinaus zusätzlich durch die beiden, die erste Lage begrenzenden zweiten Lagen von einem Austritt aus der ersten Lage gehindert. Folglich kann ein ungewolltes Wandern des Aktivmaterials, etwa von der Kathode zur Anode, in dieser Ausgestaltung noch wirksamer verhindert werden.
Eine derartige Ausgestaltung ist dabei sowohl bei dem Vorsehen von nur drei Lagen, als auch bei dem Vorsehen einer Vielzahl von ersten beziehungsweise von zweiten Lagen möglich. Insbesondere bei mehr als drei Lagen kann in dieser Ausgestaltung ein Durchtritt von Aktivmaterial besonders effektiv verhindert werden, da sich eine Vielzahl an Einhausungen für das Aktivmaterial bildet.
Selbst wenn das Aktivmaterial somit eine Einhausung durchdringen sollte, kann es in einer benachbarten Einhausung sicher immobilisiert werden. Diese
Ausgestaltung ist dabei grundsätzlich bei jeder geeigneten Lagenkombination beziehungsweise Lagenanordnung ausbildbar. Darüber hinaus kann nur eine erste Lage oder eine beliebige Anzahl an ersten Lagen zwischen zwei zweiten lagen angeordnet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der Separator einen
insbesondere in der wenigstens einen ersten Lage angeordneten Leitzusatz aufweisen. Durch das Vorsehen eines Leitzusatzes kann einem Kapazitätsverlust durch sich in der ersten Lage sammelndes Aktivmaterial entgegengewirkt werden. Im Detail steht Aktivmaterial, welches insbesondere in der ersten Lage immobilisiert beziehungsweise dort positioniert ist, grundsätzlich zunächst als aktive Elektrodenkomponente für eine Funktion eines Energiespeichers nicht mehr zur Verfügung. Da Aktivmaterial zwar beispielsweise nicht zur Anode gelangt, aber auch, für den Fall, dass es nicht von selbst zur Kathode wandern kann, nicht mehr zur Kathode, könnte dieser Zustand unter Umständen einen Verlust an Aktivmaterial und damit gegebenenfalls einen Kapazitätsverlust eines mit dem erfindungsgemäßen Separator ausgestatteten Energiespeichers hervorrufen. Dieser Effekt kann in dieser Ausgestaltung wirksam verhindert werden. Somit kann eine elektrische Kontaktierung der Separatorlagen und damit des Aktivmaterials erreicht werden.
Ein Leitzusatz kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein elektrisch Leitfähiges Material, wie etwa Graphit oder Ruß, sein. Dieses kann bevorzugt in der wenigstens einen ersten Lage angeordnet sein, da
insbesondere hier eine erhöhte Konzentration an Aktivmaterial zu erwarten ist. Aber auch in der wenigstens einen zweiten Lage kann der Leitzusatz von Nutzen sein, um eine Kontaktierung zu ermöglichen. Diese Kontaktierung erlaubt dabei die elektrochemische Oxidation und Reduktion des in der Lagenstruktur immobilisierten Aktivmaterials. Dadurch bleibt die Kapazität eines
Energiespeichers stabil. Zweckmäßigerweise ist der Leitzusatz jedoch nicht in sämtlichen Lagen angeordnet, da sonst unter Umständen eine elektrische Verbindung zwischen der Anode und der Kathode zu einem Kurzschluss führen könnte. Zumindest eine Lage kann ohne einen Leitzusatz ausgestaltet sein. Dabei kann es bevorzugt sein, wenn die zu einer Anode ausrichtbare Lage, also insbesondere eine Endlage, keinen Leitzusatz aufweist. In diesem Fall kann das Aktivmaterial weiterhin problemlos etwa mit der Kathode wechselwirken.
Dabei kann es bevorzugt sein, wenn der Leitzusatz in einer Menge von < 20% vorliegt. In dieser Menge kann bereits eine ausreichende elektrochemische
Anbindung der Lagenstruktur beziehungsweise des in der Lagenstruktur positionierten Aktivmaterials realisiert werden. Dabei können jedoch die affinen beziehungsweise abweisenden Eigenschaften bezüglich des Aktivmaterials im Wesentlichen beibehalten werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann die wenigstens eine erste Lage eine Dicke in einem Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη, aufweisen, und/oder kann die wenigstens eine zweite Lage eine Dicke in einem Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη, aufweisen. Derartige Dicken sind ausreichend, um eine wirkungsvolle
Barriere beziehungsweise einen ausreichend dimensionierten Aufnahmebereich zu schaffen. Darüber hinaus ist eine große Kompaktheit des Separators gegeben, wodurch der erfindungsgemäße Separator insbesondere in dieser Ausgestaltung für eine Vielzahl an auch kompakten Anwendungsgebieten einsetzbar ist.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann die wenigstens eine erste Lage ein Polymer mit wenigstens einem Heteroatom umfassen oder aus diesem bestehen, und/oder kann die zweite Lage ein mit anionischen und/oder negativ polarisierten Gruppen funktionalisiertes Polymer umfassen oder aus diesem bestehen. Bezüglich des Materials für die erste Lage sind Polymere mit wenigstens einem insbesondere als einzelnes Atom in die Molekülstruktur eingebautem Heteroatom besonders geeignet, da sie eine besonders starke Affinität etwa zu Polysulfiden aufweisen. Diese Materialien sind daher insbesondere für einen Einsatz in Lithium-Schwefel-Batterien von Vorteil. Dabei kann das Heteroatom frei wählbar sein. Nicht beschränkende Beispiele umfassen Sauerstoff oder Schwefel. Ein beispielhaftes Polymer für die erste Lage umfasst etwa Polyethylenoxid oder ein Derivat hiervon. Ein Derivat kann hier
insbesondere eine auf Polyethylenoxid basierendes beziehungsweise ein Polyethylenoxid enthaltendes Material bedeuten. Bezüglich des Materials für die zweite Lage können mit anionischen und/oder negativ polarisierten Gruppen funktionalisierte Polymere bevorzugt sein. Dabei können derartige Polymere insbesondere anionische Gruppen oder negativ polarisierte Gruppen aufweisen, deren negative Ladung oder Polarisierung über einen großen Molekülbereich lokalisiert ist. Folglich kann es sich hier insbesondere um Polymere handeln, die eine konjugierte negative Ladung oder Polarisierung aufweisen. Derartige Polymere können eine ausreichend hohe Lithium-Ionen-Leitfähigkeit durch eine nur geringe Wechselwirkung mit den Lithium-Ionen erzielen. Darüber hinaus bieten derartige Polymere aufgrund der insbesondere delokalisierten negativen Ladung beziehungsweise negativen Polarisierung elektrostatische
Abstoßungskräfte zu den entsprechenden Sulfidspezies, wodurch eine
Barrierewirkung ohne eine negative Beeinflussung des Lithium-Ionen-Transports erzeugt wird. Beispiele für anionisch funktionalisierte Polymere sind Polystyrol oder Derivate hiervon, wie etwa Polystyrolsulfonate, 4-Halogen-Polystyrol, wobei das Halogen Brom, lod oder Chlor sein kann, 4-Nitro-Polystyrol, 4-Hydroxy- Polystyrol, 2,6-Dihydroxy-4-Nitro-Polystyrol, oder geeignete Kombinationen hiervon.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann die wenigstens eine erste Lage und/oder die wenigstens eine zweite Lage porös sein, um einen insbesondere flüssigen Elektrolyten aufzunehmen. Ein geeignetes Elektrolytsystem umfasst beispielsweise 1 ,3-Dioxylan (DOL) und Dimethoxyethan (DME) in Lithium-bis- trifluoromethylsulfonyl-imid (LiTFSI). In dieser Ausgestaltung kann der Separator somit einen geeigneten Elektrolyten aufnehmen, so dass eine gute ionische Leitfähigkeit erreicht werden kann. Dabei ist es nicht notwendig, bei der Wahl der Materialien der ersten beziehungsweise der zweiten Lage die ionischen
Leitfähigkeitseigenschaften zu beachten. Die Wahl der entsprechenden
Materialien kann vielmehr auf die Wechselwirkung mit dem Aktivmaterial gerichtet werden. In dieser Ausgestaltung kann der Separator somit besonders wirksam sein. Geeignete Porositäten können dabei in einem Bereich von > 20 % bis < 90 %, insbesondere von > 30 % bis < 70 % liegen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Schwefel-Batterie, umfassend wenigstens einen erfindungsgemäßen Separator. Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher weist insbesondere die mit Bezug auf den Separator beschriebenen Vorteile auf. Im Detail weist ein erfindungsgemäßer Energiespeicher insbesondere ein verbessertes Zyklenverhalten und eine verbesserte Langlebigkeit auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die
Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher angeordneten erfindungsgemäßen Separators;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher angeordneten
erfindungsgemäßen Separators; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher angeordneten
erfindungsgemäßen Separators.
In Figur 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Separators 1 gezeigt. Der Separator 1 kann insbesondere in einem Energiespeicher 2 angeordnet sein. Der Energiespeicher 2 kann beispielsweise eine Lithium-Ionen- Batterie sein. Er kann Anwendung finden in elektrischen Werkzeugen,
Computern, Hybrid-Fahrzeugen, rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder anderen Arten von mobilen oder stationären Anwendungen, bei denen insbesondere Energiespeicher 2 mit hoher spezifischer Energie von Vorteil sind.
Der Energiespeicher 2 kann eine Anode 3 und eine Kathode 4 aufweisen. Die Anode 3 und die Kathode 4 sind dabei insbesondere in Abhängigkeit der Art des Energiespeichers 2 ausgebildet und können ein geeignetes Aktivmaterial umfassen. Für den Fall einer Lithium-Schwefel-Batterie beispielsweise kann die Anode etwa aus metallischem Lithium ausgebildet sein. Die Kathode 4 kann ferner eine Kathodenmatrix ausbilden, die typischerweise Schwefel, einen Leitzusatz, wie etwa Graphit, Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Kohlenstoff- Nanofasern oder andere elektrisch leitfähige Kohlenstoffspezies, sowie einen Binder, wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF), Zellulose-basierte Binder oder Teflon, umfasst. Ein Leitzusatz kann vorteilhaft sein, da sowohl elementarer Schwefel als auch Lithiumsulfid und Lithiumdisulfid elektrisch nicht leiten.
Insbesondere die Kathode 4 weist dabei, für den Fall der Lithium-Schwefel-Zelle, je nach Ladungszustand des Energiespeichers 2, Polysulfide als Aktivmaterial auf.
Um beispielsweise ein Wandern von Aktivmaterial von der Kathode 4 zu der Anode 3 zu verhindern, umfasst der Separator 1 wenigstens eine erste Lage 5 und wenigstens eine zweite Lage 6, 7. Gemäß Figur 1 sind zwei zweite Lagen 6, 7 vorgesehen. Dabei weist die wenigstens eine erste Lage 5 ein Material auf, welches eine bezüglich wenigstens eines Elektroden-Aktivmaterials, wie etwa eines oder einer Vielzahl von Polysulfiden, affine Eigenschaft aufweist.
Demgegenüber weist die wenigstens eine zweite Lage 6, 7 ein Material auf, welches eine bezüglich eines Elektroden-Aktivmaterials, wie etwa eines oder einer Vielzahl von Polysulfiden, abweisende Eigenschaft aufweist. In Figur 1 ist dabei zu erkennen, dass die wenigstens eine erste Lage 5 und die wenigstens eine zweite Lage 6, 7 unmittelbar benachbart angeordnet sein können. Darüber hinaus ist gemäß Figur 1 die wenigstens eine erste Lage 5 jeweils zwischen zwei zweiten Lagen 6, 7 angeordnet.
Die wenigstens eine erste Lage 5 kann eine Dicke in einem Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine zweite Lage 6, 7 eine Dicke in einem
Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη aufweisen. Dadurch ist das gewünschte Retentionsverhalten des Separators 1 besonders wirkungsvoll, wobei eine gute Kompaktheit gegeben ist.
Ferner kann die wenigstens eine erste Lage 5 ein Polymer mit wenigstens einem Heteroatom umfassen, und/oder die wenigstens eine zweite Lage 6, 7 ein mit anionischen Gruppen und/oder negativ polarisierten Gruppen funktionalisiertes Polymer umfassen. Bevorzugte Beispiele umfassen in nicht beschränkender Weise Polyethylenoxid oder ein Derivat hiervon für die wenigstens eine erste Lage 5, und Polystyrol oder ein Derivat hiervon für die wenigstens eine zweite Lage 6, 7. Um unabhängig von der Wahl des Materials für die entsprechenden Lagen 5, 6, 7 eine gute lonenleitfähigkeit durch den Separator 1 vorzusehen und damit eine leistungsstarke Funktion des Energiespeichers 2 zu ermöglichen, können die wenigstens eine erste Lage 5 und/oder die wenigstens eine zweite Lage 6, 7 porös sein, um einen insbesondere flüssigen Elektrolyten aufzunehmen. Dabei kann der gesamte Separator porös sein oder nur ein definierter Elektrolytbereich.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Separators 1 beziehungsweise des erfindungsgemäßen Energiespeichers 2 gezeigt. Der Separator 1 beziehungsweise der Energiespeicher 2 entspricht dabei im
Wesentlichen dem in Figur 1 Beschriebenen, so dass gleiche oder
entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen beschrieben sind. Ferner sind die in Figur 1 beschriebenen Merkmale des Separators 1 beziehungsweise Energiespeichers 2 in gleicher Weise für den Separator 1 beziehungsweise Energiespeicher 2 gemäß Figur 2 möglich.
In der Ausführungsform gemäß Figur 2 umfasst der Separator 1 insgesamt fünf Lagen. Dabei sind zwei erste Lagen 5 und 8 und ferner drei zweite Lagen 6, 7 und 9 vorgesehen. Wie auch in der Ausführungsform gemäß Figur 1 weist in der Ausführungsform gemäß Figur 2 der Separator 1 eine Anzahl von 3+2n Lagen auf, wobei die 3+2n Lagen bezüglich der ersten 5, 8 und der zweiten 6, 7, 9 Lage alternierend angeordnet sind.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Separators 1 beziehungsweise des erfindungsgemäßen Energiespeichers 2 gezeigt. Der Separator 1 beziehungsweise der Energiespeicher 2 entspricht dabei im
Wesentlichen den in Figur 1 und 2 Beschriebenen, so dass gleiche oder entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen beschrieben sind. Ferner sind die in Figur 1 beschriebenen Merkmale des Separators 1 beziehungsweise Energiespeichers 2 in gleicher Weise für den Separator 1 beziehungsweise Energiespeicher 2 gemäß Figur 3 möglich.
Gemäß Figur 3 weist der Separator 1 einen Leitzusatz 10 auf. Der Leitzusatz 10 kann beispielsweise nur in der wenigstens einen ersten Lage 5 beziehungsweise in den mehreren ersten Lagen 5, 8 angeordnet sein. Ferner kann der Leitzusatz in jeder beliebigen Lage angeordnet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der Leitzusatz in der der Anode 3 zugewandten Lage 7 nicht vorgesehen ist.
Der Leitzusatz kann beispielsweise Graphit oder Ruß aufweisen oder aus den vorgenannten Materialien bestehen. Ferner kann der Leitzusatz 10 in einer
Menge in einem Bereich von < 20 % vorliegen.

Claims

Ansprüche
Separator für einen Energiespeicher (2), insbesondere für eine Lithium- Schwefel-Batterie, umfassend wenigstens eine erste Lage (5) und wenigstens eine zweite Lage (6, 7), wobei die wenigstens eine erste Lage (5) ein Material umfasst, welches eine bezüglich wenigstens eines
Elektroden-Aktivmaterials affine Eigenschaft aufweist, und wobei die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) ein Material umfasst, welches eine bezüglich eines Elektroden-Aktivmaterials abweisende Eigenschaft aufweist, wobei die wenigstens eine erste Lage (5) und die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) insbesondere unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Separator nach Anspruch 1 , wobei der Separator (1 ) eine Anzahl von 3+2n Lagen aufweist, und wobei die 3+2n Lagen bezüglich der ersten (5) und der zweiten (6, 7) Lage alternierend angeordnet sind.
Separator nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine erste Lage (5) zwischen zwei zweiten Lagen (6, 7) angeordnet ist.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Separator (1 ) einen insbesondere in der wenigstens einen ersten Lage (5) angeordneten Leitzusatz (10), insbesondere Graphit oder Ruß, aufweist.
Separator nach Anspruch 4, wobei der Leitzusatz (10) in einer Menge von < 20% vorliegt.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die wenigstens eine erste Lage (5) eine Dicke in einem Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη aufweist, und/oder wobei die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) eine Dicke in einem Bereich von > 1 μηη bis < 100 μηη, beispielsweise > 10 μηη bis < 50 μηη aufweist.
7. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die wenigstens eine erste Lage (5) ein Polymer mit wenigstens einem Heteroatom umfasst, und/oder wobei die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) ein mit anionischen Gruppen und/oder oder negativ polarisierte Gruppen funktionalisiertes Polymer umfasst.
8. Separator nach Anspruch 7, wobei die wenigstens eine erste Lage (5) Polyethylenoxid oder ein Derivat hiervon umfasst und/oder wobei die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) Polystyrol oder ein Derivat hiervon umfasst.
9. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die wenigstens eine erste Lage (5) und/oder die wenigstens eine zweite Lage (6, 7) porös ist, um einen insbesondere flüssigen Elektrolyten aufzunehmen.
10. Energiespeicher, insbesondere Lithium-Schwefel-Batterie, umfassend wenigstens einen Separator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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