ProPowerSafe - Entwicklung optimierter und hocheffizienter Produktionskonzepte zur ausschussfreien Fertigung von schnellladefähigen Rundzellen für Stromspeicher mit hoher Lebensdauer und Sicherheit; TV: Weiterentwicklung u. Skalierung der Laborprozesse zur Herstellung strukturierter Batterieelektroden
Zeitraum
2025-10-01 – 2028-09-30
Bewilligte Summe
803.280,19 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4110E
Leistungsplansystematik
Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien [EA2312]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Das am KIT entwickelte Verfahren zur lasergestützten Strukturierung von Elektrodenmaterialien (3D Elektroden) soll erstmals als Systemlösung (stand alone) für eine Pilotlinie (TRL6) in die Batteriefertigung bei einem Zellhersteller eingeführt und kurz- bis mittelfristig als Schlüsseltechnologie zur Herstellung innovativer Stromspeicher für die Netzstabilisierung (z.B. Peak-Shaving) mit völlig neuen Möglichkeiten in der Auslegung der Anwendungsszenarien (z.B. hohe Strombelastung beim Laden bei gleichzeitiger Erhöhung der volumetrischen Energiedichte; Einsatz bei tiefen Temperaturen) für zylindrische Zellformate weiterentwickelt und erstmals etabliert werden. Die Auswahl der geeigneten Laser- und Prozessparameter erfolgt am KIT und muss eine Hochskalierung des Prozesses auf 10 m/min (Bandgeschwindigkeit) ermöglichen. Berücksichtigt werden dabei auch die Umsetzbarkeit verschiedener Strukturtypen (Linie, Gitter, hexagonale Lochstruktur) in einen kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Prozess. Dazu werden am KIT, Konzepte zur Hochskalierung mittels Mehrfachstrahlbearbeitung erarbeitet, um die von EDGE bereitgestellte Laserstrahlquelle, welche in initialen Abtragsversuchen von EDGE und KIT im Einzelstrahl evaluiert und speziell auf die Anforderungen des Elektrodenmaterials von VMB ausgesucht wurde, optimal nutzen zu können. Die materialwissenschaftliche Charakterisierung der Elektrodenmaterialen auf mögliche thermische Modifikationen des Aktivmaterials bei der Bearbeitungen mit hoher Laserleistung (>400W) findet dabei am KIT statt. Auch initiale elektrochemische Charakterisierungen in Knopfzellen dienen dabei der Bewertung der Strukturierungsqualität. Die Erkenntnisse werden laufend an den Projektpartner ACP übermittelt, um direkt in der Auslegung und Konstruktion der Pilotanlage berücksichtigt werden zu können.