Verbundvorhaben: Gießtechnisch erzeugte Festkörper Elektrolyte für Na- Batterien; Teilvorhaben: Materialtests mit Verfahrensentwicklung der Schlickerherstellung zum Druckschlickerguss mit dazugehöriger Sinterkurve zur Integration in Na/NiCl2 Hochtemperaturbatterien
Zeitraum
2016-09-01 – 2019-08-31
Bewilligte Summe
340.790,19 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6086A
Leistungsplansystematik
Elektrochemische Speicher - Natrium-Nickelchlorid Batterien [EA2315]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Ziel des geplanten F&E Vorhabens ist die Entwicklung von Festkörperelektrolyten aus Na-ß-Aluminat und deren Herstellung durch den keramischen Druckschlickerguss. Das Vorhaben soll bis hin zur industriellen Herstellung von Elektrolyten und den Test in Na/NiCl2-Batteriezellen vorangetrieben werden.Dabei soll die gesamte Technologiekette von der Materialsynthese bis zur Zellintegration abgebildet werden. Ziel sind Fertigungskosten von = 200 €/kWh für Na/NiCl2 Zellen. Im Vergleich zu Li-Ionen Batterien erscheint dieses Ziel aufgrund der geringen Materialgrenzkosten gut realisierbar. Der Lösungsweg beginnt mit der Materialsynthese von Na-ß-Aluminat, die hinsichtlich der technologischen Anforderungen aus der Formgebung optimiert werden muss. Unterschiedliche Rohstoffe und Aufbereitungsschritte werden systematisch zu einer optimalen Lösung entwickelt. Aufbauend auf dem IKTS Knowhow im Bereich Na/NiCl2-Batterien soll um den Festkörperelektrolyten eine funktionstüchtige kommerzialisierbare Vollzelle entworfen, hergestellt und getestet werden. Im geplanten F&E Vorhaben kommen neue Fertigungstechniken für keramische Elektrolyte aus Na-ß-Aluminat zur Anwendung, die eine grundhafte Anpassung der verwendeten Roh- und Hilfsstoffe und deren Prozessführung erfordern. Probleme aus der wässrigen Rohstoffaufbereitung wurden bisher nicht gelöst. Sie werden lediglich durch die aufwendige Prozessführung mit organischen Lösemitteln umgangen. Zur Lösung der technologischen Anforderungen und Erreichung der Ziele wird das Projekt inhaltlich in drei wesentliche technologische Gebiete gegliedert. 1. Materialentwicklung zur Herstellung stabiler, verarbeitbarer, wässriger Na-ß-Aluminat Schlicker 2. Verfahrensentwicklung zur Verarbeitung der Schlicker zu Festkörperelektrolyten mit den erforderlichen mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften für den Einsatz in Na/NiCl2 Batterien 3. Zellentwicklung mit angepasstem Design
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