small_Helmholtz-Zentrum_Berlin_Logo.png

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Abteilung Kommunikation

small_BMFTR_de_Web_RGB_gef_durch.jpg

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 711: Universum und Materie

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt
Referat 711: Universum und Materie

small_BMFTR_de_v1__Web_farbig.png

Referat R21: Universum und Astrophysik

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt Referat R21: Universum und Astrophysik

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt

Das Projekt nutzt die jüngsten Fortschritte bei der in-situ- und in-operando-Charakterisierung des Batteriebetriebs mit Neutronen und Röntgenstrahlen sowie die Fortschritte bei der Modellierung und Simulation, um das Verständnis der gekoppelten elektrochemisch-mechanischen Prozesse in Lithium-basierten Energiespeichersystemen zu verbessern. Das Projekt konzentriert sich auf die Anwendung von dualen, multispektralen, hochauflösenden und Hochgeschwindigkeitsbildgebungstechniken, um die Verteilung und Bewegung der Lithium-Ionen in Festkörperbatteriematerialkomponenten und in kompletten Geräten sichtbar zu machen. 

Die folgenden Partner sind am ANISSA-Projekt beteiligt: Die Universität Münster und die Universität Uppsala, welche die Entwicklung von Festkörperbatterien leiten werden, die Universität Lund und das Helmholtz-Zentrum Berlin, die das experimentelle und analytische Fachwissen bereitstellen werden, sowie die European Spallation Source (ESS) in Schweden und das Institut Laue-Langevin (ILL) in Frankreich, die als führende Großanlagen teilnehmen und die Mittel für die experimentelle Charakterisierung der Batterien bereitstellen werden.

Im Projekt werden die jüngsten Fortschritte in der in-situ- und in-operando-Charakterisierung des Batteriebetriebs mit Neutronen und Röntgenstrahlen sowie die Fortschritte bei der Modellierung und Simulation genutzt, um das Verständnis der gekoppelten elektrochemisch-mechanischen Prozesse in Lithium-basierten Energiespeichersystemen zu verbessern.

Das Projekt konzentriert sich auf die Anwendung von dualen, multispektralen, hochauflösenden und Hochgeschwindigkeitsbildgebungstechniken, um die Verteilung und Bewegung der Lithium-Ionen in Festkörperbatteriematerialkomponenten und in kompletten Geräten sichtbar zu machen. 

Drei wichtige Entwicklungen im Bereich der Bildgebung sind vorgesehen:
1.  Eine kombinierte hochauflösende Röntgen- und Neutronenbildgebungsmethode mit deutlich verbesserter räumlicher Darstellung, um die Mobilität und Verteilung von Lithium mit morphologischen Veränderungen in Festkörperbatterien in Verbindung zu bringen und mit deren elektrochemischer Leistung während des Betriebs zu korrelieren. Dies wird die erste Dual-Mode-Anlage mit einer hohen räumlichen Auflösung von wenigen Mikrometern sein, die für die Untersuchung einzelner Batteriepartikel erforderlich ist.
2.  Eine neuartige Isotopen-Kartierungstechnik in Kombination mit 5D-Multispektralbildgebung (3D-Raum plus Zeit plus energieselektiv) zur Nutzung der Kontrastunterschiede zwischen Li-6, Li-7 und Li-nat, um wichtige Informationen über die dynamischen Eigenschaften der Lithiumdiffusion während des Batteriebetriebs zu liefern.
3.  Ein optimiertes Zelldesign für multimodale und multispektrale korrelative Bildgebung in Kombination mit einer speziellen tragbaren in-situ-Probenumgebung für den Betrieb und die Konditionierung von Festkörperbatterien zur Verwendung in der ESS, sobald diese in Betrieb genommen wird.

Quellen:
https://ess.eu/article/2022/05/09/unique-insights-solid-state-batteries-through-new-research-collaboration
https://news.cision.com/european-spallation-source-eric/i/anissa-project-credit-i-manke-hzb,c3047513
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666032625000869 (jüngste Zugriffe: 26.11.2025)

Advanced Neutron Imaging for Solid-State Batteries in Action

Herr Dr. Ingo Manke

Institut Elektrochemische Energiespeicherung

Frau Prof. Dr. Yan Lu

Prof. Dr.

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH Institut Elektrochemische Energiespeicherung

small_DESY_PT_RGB.png

Arbeitseinheit PT-DESY

Projektträger DESY Arbeitseinheit PT-DESY

Projektträger DESY

DESY_PT_RGB.png

[verbundprojekt]

[Verbundprojekt]

Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Uni Muenster Logo.png

Universität Münster

Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit

Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Anorganische und Analytische Chemie

Duration	01/04/2022 - 30/06/2027
Executing unit	HZB • Inst. Elektrochemische Energiespeicherung
City	Berlin
Amount of funding	822.086,00 €
Total budget	822.086,00 €
Sponsor	BMFTR

Project

ANISSA

Advanced Neutron Imaging for Solid-State Batteries in Action

Project management as

Institut Elektrochemische Energiespeicherung

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Funding

This project is part of the joint project

ANISSA

Other sub-projects of the joint project

Sub-project 2

Duration:

Funding code:

Institut für Anorganische und Analytische Chemie

Sub-project lead

Institut Elektrochemische Energiespeicherung

Sub-project manager

Press contact

Joint-project management

Institut Elektrochemische Energiespeicherung

Joint-project coordinator

Press contact