Verbundprojekt: OptiKeraLyt - Material- und Produktionsprozessoptimierung für Lithium-Ionen-Batterien mit keramischen Festkörperelektrolyten; Teilvorhaben: Entwicklung von Lasersystemen und Fertigungsprozessen zur Herstellung von Festkörperbatterien
Zeitraum
2019-01-01 – 2022-06-30
Bewilligte Summe
40.617,67 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETE016E
Leistungsplansystematik
Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Die Batterie ist Kernkomponente sowohl für die Elektromobilität als auch für die Energiewende und definiert die technologische Grundlage dieser zwei zentralen Entwicklungen in Deutschland. Die Batterie für automobile Anwendungen stellt das Schlüsselbauteil im elektrifizierten Antriebsstrang dar, da diese in direkter Weise die Akzeptanzhürden der Reichweite, Lebensdauer und Sicherheit beeinflusst und maßgeblich für die Kosten eines Elektrofahrzeugs verantwortlich ist. Zudem leisten Batterien als stationäre Energiespeicher einen wertvollen Beitrag für die dezentrale Stromerzeugung. Trotz der immensen, wachsenden Bedeutung von Batteriezellen für den Standort Deutschland befinden sich industrielle Batteriezellfabriken bisher historisch bedingt fast ausschließlich im asiatischen Raum. Aufgrund bestehender Überkapazitäten und langjähriger Erfahrungen anderer Länder in der Massenfertigung von Batteriezellen empfiehlt die NPE keine Investitionen in eine Produktion der heutigen Batteriegenerationen. Der frühzeitige Aufbau von Know-how im Bereich nachfolgender Generationen, die der konventionellen Lithium-Ionen-Batterie technisch überlegen sind, ist für eine mögliche Batteriezellfertigung in Deutschland essentiell. Ziel des vorliegenden Vorhabens ist es, einen Beitrag hierzu zu leisten, indem industrielle Verfahren zur Produktion von Batteriezellen mit keramischen Festkörperelektrolyten mit der Absicht erforscht werden, die gravimetrische Energiedichte sowie die Sicherheit im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien (LIB) deutlich zu steigern. Das beantragte Forschungsprojekt fokussiert demnach Solid-State-Systeme und damit die vierte Generation der Zelltechnologien, der von der NPE mittelfristig das Potential 'eine[r] Verdopplung der Reichweite oder eine[r] Halbierung der Kosten' zugesprochen wird. In der Tat haben erste eigene Berechnungen unter konventionellen Annahmen potentielle Energiedichten von über 500 Wh/kg ergeben, die um den Faktor zwei größer sind.
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