Die Batterie beziehungsweise der Akku gilt als Herzstück der Mobilitätswende. Mit steigender Anzahl an neuen Modellen und Interesse des Marktes, steigt natürlich auch der Bedarf an E-Batterien, die den Strom für Elektroautos speichern. Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg arbeiten aus diesem Grund an der Entwicklung leistungsfähiger Batterien, die in zukünftigen Modellen zum Einsatz kommen können. Geführt wird diese Entwicklung im Verbundprojekt SOLID.
Das Verbundprojekt SOLID soll hierbei ein einfaches und kostengünstiges Produktionsverfahren auf Sol-Gel-Basis, auf dessen Grundlage Industrieunternehmen in großen Mengen sichere und leistungsfähige Lithium-basierte Festkörperbatterien herstellen können, weiterentwickeln. Man ist sich sehr sicher, dass Lithium-basierte Festkörperbatterien auf Sol-Gel-Basis als aussichtsreiches Zukunftskonzept gelten. Ziel sei es sichere, leistungsfähige und kostengünstige Batterien mit hoher Lebensdauer und Ladegeschwindigkeit fertigen zu können.
Das SOLID-Konsortium will Batteriezellen aus Sol-Gel-Schichten aufbauen und so neue kostengünstige Konzepte für Lithium-basierte Festkörperbatterien entwickeln, die eine höhere Energiedichte bei gleichzeitig höheren Spannungen erlauben. Diese sollen bei gleichem Gewicht und Volumen also deutlich mehr Energie als konventionelle Batterie speichern können. Bislang vorhandene Produktionsverfahren für Lithium-basierte Festkörperbatterien sind kostspielig und nicht massentauglich oder aber noch nicht stabil genug für hohe Energiedichten. Dies soll sich durch die erarbeiteten Ergebnisse aus dem SOLID-Projekt verändern.
Für das Verbundprojekt SOLID, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, stehen 3,2 Millionen Euro für die dreijährige Laufzeit bis September 2020 zur Verfügung. Neben Industriepartnern ist das Fraunhofer Forschungs- und Entwicklungszentrum Elektromobilität Bayern FZEB am Fraunhofer ISC in Würzburg als maßgeblicher Ideengeber und Ko-Koordinator beteiligt. Geplant ist, dass bereits innerhalb eines Jahres eine erste funktionsfähige Einfach-Zelle mit dem neuen Festkörperbatteriekonzept zur Verfügung stehen soll.
Als besondere Herausforderung auf dem Weg dorthin gilt die benötigten Schichtdicken im Sol-Gel-Verfahren, die nicht nur komplexe Anforderungen an Synthese, Herstellung und Aushärtungsverfahren stellen, sondern auch im Widerspruch zu einer guten Ionenleitfähigkeit stehen. Eines der Teilziele ist es, durch eine clevere Beschichtungsmethode hohe Dicken bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit zu demonstrieren Das Fraunhofer FuE-Zentrum Elektromobilität Bayern FZEB hat im Verbundprojekt die Aufgabe übernommen, Stromableiter-, Elektrolyt- und Kathodenschichten im Sol-Gel-Verfahren herzustellen.
„Wir können mit unserer Forschung einen wesentlichen Beitrag zu kostengünstigen, produktionstauglichen und robusten neuen Festkörperbatterien mit hohen Energiedichten leisten – damit bringen wir die Elektromobilität entscheidend voran.“ – Andreas Wolf, Projektverantwortlicher am Fraunhofer ISC in Würzburg
Quelle: Fraunhofer ISC – SOLID – Forschung am Herzstück der Mobilitätswende
