HiKoMat

Werkstoffentwicklung hierarchisch strukturierter Kompositmaterialien für elektrochemische Energiespeicher

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.07.2016 bis 30.06.2019
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 1.917.102,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

 

Teilprojekt 1

Hierarchisch strukturierte Fluoride, Modellsysteme und Diskrete-Elemente-Modellierung

Förderkennzeichen: 03ET6095A

Institut für Angewandte Materialien - Keramische Werkstoffe und Technologien
76131 Karlsruhe
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Teilprojekt 2

Multiskalige 3D-Bildgebung

Förderkennzeichen: 03ET6095B

Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften - Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien - Fachgebiet Struktur und Eigenschaften von Materialien - Sekr. EW2-3
10623 Berlin
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Teilprojekt 3

Hierarchisch strukturierte Phosphate und Silikate sowie ortsaufgelöste FEM-Simulation

Förderkennzeichen: 03ET6095C

Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Kirchhoff-Institut für Physik
69120 Heidelberg
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Teilprojekt 4

Leitfähigkeit und Elektrochemie auf Partikelebene im Verbund

Förderkennzeichen: 03ET6095D

Justus-Liebig-Universität Gießen, FB 08 - Biologie und Chemie - Chemie - Physikalisch-Chemisches Institut
35392 Gießen
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Teilprojekt 5

Multiskalige stochastische Modellierung der 3D-Strukturen

Förderkennzeichen: 03ET6095E

Universität Ulm, Fakultät für Mathematik und Wirtschaftswissenschaften - Institut für Stochastik
89069 Ulm
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Fördergeber: BMWi, Referat IIC6

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
EA2312 Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien

Förderprofil:
Technologie- und Innovationsförderung

Förderart:
PDIR

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Die zentrale Herausforderung für neue elektrochemische Speicher ist die Entwicklung neuer, spezifisch auf die jeweiligen Anwendungen angepasster Werkstoffe. Das interdisziplinäre Konsortium des Verbundprojekts HiKoMat widmet sich deshalb der Optimierung von Partikel- und/oder Elektrodenstrukturen im Hinblick auf die spezifische Anwendung bzw. das entsprechende Zelldesign.

Es werden drei Klassen von Aktivmaterialien in den Fokus der Arbeiten gestellt: Phosphate, Silicate und Fluoride. Alle drei Materialklassen zeigen für zukünftige Energiespeicher ein hohes Potenzial und werden durch energieeffiziente und prinzipiell industriell hochskalierbare Verfahren hergestellt. Die Verbesserung der elektronischen Leitfähigkeit dieser Materialien ist zwingend erforderlich, um deren Einsatz in Hochleistungszellen, z. B. für die Elektromobilität, zu ermöglichen.

Das Gesamtziel des Projektes HiKoMat ist ein detailliertes Verständnis der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen hierarchisch strukturierter Kompositmaterialien und daraus folgend die Optimierung für die Anwendung in elektrochemischen Energiespeichern für die Elektromobilität. Wesentlicher Ansatzpunkt von HiKoMat ist es, ein grundlegendes Verständnis des Zusammenhangs zwischen den Herstellungs- und Prozessparametern einerseits, und den daraus resultierenden geometrischen Strukturen sowie der Partikel- und Zelleigenschaften in Bezug auf Transport und Mechanik andererseits zu erlangen.

Die Aufklärung der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen auf rein experimentellem Wege ist nicht machbar. Daher werden erstellte 3D-Realstrukturen ausgehend von bildgebenden Verfahren mathematisch beschrieben. Die wesentlichen elektrischen und elektrochemischen Kenngrößen werden gemessen. Auf Basis der mit Hilfe von numerischen Simulationen gefundenen, oben erwähnten Zusammenhänge werden Designkriterien für die weitere Entwicklung der hierarchisch aufgebauten Kompositwerkstoffe generiert.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&v=10&q=%2201169189/1%22&id=2834286 (jüngster Zugriff: 07.03.2017)


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung


Schlagworte der Teilprojekte des Verbundprojekts

Teilprojekt 1

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Phosphate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Silicate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Metallfluoride

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung außeruniversitäre Einrichtung

Teilprojekt 2

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Phosphate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Silicate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Metallfluoride

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojekt 3

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Phosphate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Silicate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Metallfluoride

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojekt 4

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Phosphate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Silicate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Metallfluoride

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojekt 5

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Phosphate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Polyanionische Kathodenmaterialien Silicate

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Kathode Metallfluoride

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

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