Verbundvorhaben: RoSiLIB - Nanoporöses Silizium durch Rascherstarrung - Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien; Teilvorhaben: Weiterentwicklung der Materialeigenschaften, Herstellung und Wirtschaftlichkeit von nanoporösem Silizium
Zeitraum
2020-10-01 – 2024-06-30
Bewilligte Summe
633.071,98 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETE030E
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 Bestrebungen hin zu einer CO2-neutralen Energieversorgung bedingen einen Umschwung in der Mobilität von fossilen auf elektrochemische Energieträger. Dieser bereits begonnene Prozess bedarf einer weiteren Unterstützung durch die Verbesserung der Lithium-Ionen-Batterien hinsichtlich Kosten, Rohstoff- und Energieeffizienz. Nur so wird der von der Bundesregierung geforderte und geförderte vollständige Umstieg auf die Elektromobilität möglich. Das Projekt zielt auf die Entwicklung einer neuen hochenergetischen Anode. Diese wird entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt, um den notwendigen Verbesserungen der Batteriezellen für die Elektromobilität gerecht zu werden. Wegbereitend ist die Weiterentwicklung einer neuen kostengünstigen Herstellungsroute für nanoporöse Silizium-Mikroteilchen. Diese sollen genutzt werden, um großformatige Hochenergiebatteriezellen aufzubauen, die mit den bisherigen Anodenmaterialien mit hoher Energiedichte nicht herstellbar sind. Die bisher für großformatige Zellen nicht gelöste Herausforderung des Volumensprungs des Aktivmaterials und das Ausgasen des Elektrolyten werden im Vorhaben gleich auf mehreren Ebenen adressiert. Hauptaugenmerk dieses Teilvorhabens wird es sein, das nanoporöse Silizium weiterzuentwickeln und die innere Struktur weiter an die Anforderungen der Batterie anzupassen. Dazu muss die Entstehung der Struktur bei der Pulververdüsung von Siliziumlegierungen besser verstanden werden. In diesem Teilvorhaben werden dazu die Ergebnisse von Verdüsungsexperimenten und Simulationsrechnungen zusammengeführt. Gleichzeitig wird die chemische Aufarbeitung der Pulver weiterentwickelt und skaliert, so dass bis zu 500 g nanoporöses Silizium pro Tag hergestellt werden können.