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Festkörperbatterien sollen Lithium-Ionen-Batterien schon bald ablösen: FestBatt entwickelt ein vielversprechendes Konzept
02.02.2022

Festkörperbatterien sollen Lithium-Ionen-Batterien schon bald ablösen: FestBatt entwickelt ein vielversprechendes Konzept

Das 2018 gegründete Batterie-Kompetenzcluster FestBatt hat gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die Grundlagen für die neue Festkörperbatterie erarbeitet. Nun geht das Projekt in die zweite Förderphase, in der komplette Batteriesysteme und Methoden für die Produktion entwickelt werden.

Die Vorteile der neuen Festkörperbatterien sind unbestreitbar: Mehr Sicherheit, kürzeres Laden und zudem höhere Speicherkapazitäten könnten der E-Mobilität in den kommenden Jahren einen neuen Schub geben. Auch kommt die Festkörperbatterie ohne giftige und seltene Materialien wie z. B. Kobalt aus. Doch mit der Forschungsarbeit an diesem neuem Batterietypen ist FestBatt nicht allein – sie stehen im internationalen Wettbewerb. Um mithalten zu können arbeiten sie mit 17 Einrichtungen wie Universitäten, Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft sowie der Max-Planck-Gesellschaft zusammen, um nur einige Beispiele zu nennen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit rund 23 Millionen Euro.

In der ersten Förderungsphase lag der Fokus vorrangig auf der Identifizierung von geeigneten Materialien. So konnten die wichtigsten Einflussgrößen bei der Synthese von Festelektrolyten sowie bedenkliche Materialveränderungen in Kompositen identifiziert werden. Über 100 Forscher*innen aus verschiedenen Disziplinen haben sich in dieser ersten Phase in unterschiedlichsten Bereichen mit ihrer Expertise in das Projekt eingebracht. Nun folgt die zweite Förderphase: die Weiterentwicklung der Feststoffbatterien. Auf Grundlage der bereits vorliegenden Ergebnisse können nun Leistungskenndaten bestimmt werden, zudem ist mit dem aktuellen Forschungsstand die Einordnung in unterschiedliche Zellkonzepte möglich.

Bereit für die Massenproduktion?

Bis eine Massenproduktion von Festkörperbatterien möglich werden könnte, müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, sowohl wissenschaftlich als auch technologisch. Hauptbestandteil der zweiten Förderphase ist nun vorerst die Entwicklung von Zellkomponenten und ganzer Festkörperbatteriezellen. Hierfür gilt es Material- und Prozesstechnologien zu entwickeln, die für die Produktion benötigt werden. Eine der beteiligten Plattformen ist gerade dabei, Charakterisierungen von Kontakt- und Grenzflächen mit Röntgen-, Synchrotron und Neutronenstrahlung durchzuführen. An dieser Forschung sind sowohl das Forschungszentrum Jülich als auch die Universität Marburg und die Julius-Liebig-Universität Gießen beteiligt.


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Quelle: KIT, Karlsruher Institut für Technologie, 04.01.2022
Bild: JLU/Elisa Monte