Evaluierung fortschrittlicher Festkörperbatteriekonzepte mit hoher Sicherheit und Leistung

Aufgrund ihrer hohen Energie- und Leistungsdichte sowie ihrer Zuverlässigkeit und ihrer langen Lebensdauer sind Lithium-Ionen-Batterien eine weit verbreitete Technologie für die Energiespeicherung. Der ständig wachsende Bedarf an leistungsstärkeren Batterien treibt die Forschung an, fortwährend an der Weiterentwicklung bestehender Batteriesysteme sowie Entwicklung neuer Batteriekonzepte zu arbeiten. Insbesondere für die Elektromobilität und für stationäre elektrische Speichersysteme im Zuge der Energiewende ist der Bedarf nach neuen, leistungsstarken und vor allem sicheren Zellkonzepten hoch.

Die Zielsetzung des Projektes EvaBatt ist daher die Erforschung von sicheren und leistungsstarken Festkörperbatterien. Dabei stehen jene Zellkonzepte im Vordergrund, die hohe Sicherheit, hohe Lade- und Entladeraten und höhere volumetrische sowie gravimetrische Energiedichten als konventionelle Lithium-Ionen-Batterien erlauben.

Mit Hilfe von theoretischen und experimentellen Untersuchungen sollen drei innovative Konzepte für Festkörperbatterien evaluiert und hinsichtlich ihres Designs und ihrer Leistung optimiert werden:

1. die monolithische Polymerbatterie

2. die Polymer-Keramik-Hybrid-Batterie und

3. die keramische Festkörperbatterie

Theoretische Berechnungen sollen die Grenzflächenstabilitäten und Kompatibilität der Materialien, sowie die Lithium-Ionen-Diffusion aufklären. Diese gehen Hand in Hand mit experimentellen Arbeiten zur Synthese und Entwicklung von Festkörpermaterialien, zu Kompatibilitätsstudien, zur Zellfabrikation und zur Grenzflächenanalyse. Zusammenfassend soll eine realistische, anwendungsorientierte Einschätzung der Zellkonzepte ermöglicht werden, um die Realisierung praktikabler Festköperbatterien als innovative Zukunftstechnologie für elektrochemische Speicher abschätzen zu können.

Das EvaBatt-Projekt fördert den innovativen Wissensaustausch zwischen Deutschland und Taiwan, sodass die Realisierung neuer Festkörperbatteriekonzepte vorwärts getrieben und die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien beschleunigt wird. Die Ergebnisse werden der Öffentlichkeit in Form von Publikationen, öffentlichen Präsentationen und Berichten an den Projektträger (bzw. BMBF) zur Verfügung gestellt. Die Entwicklung von Festkörperbatterien mit hohen Energie- sowie Leistungsdichten und hoher Sicherheit leistet einen wichtigen Beitrag, um aktuelle politische Ziele zu erreichen, wie eine technologische und ökonomische Führungsrolle in der Entwicklung der Elektromobilität, die technologische Umsetzung der Energiewende sowie die Einhaltung von Klimaabkommen zur Kohlendioxid-Emission. Die im EvaBatt-Projekt vorgeschlagenen Batteriekonzepte werden entwickelt, um die Nutzung der Elektromobilität und der stationären elektrochemischen Energiespeicherung auszuweiten.