Beschreibung

Es liegt keine Beschreibung des Teilprojektes vor.

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.01.2014 bis 31.12.2015
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 244.988,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Das Ziel des Projektes BMBF:SHELION ist die Untersuchung von Elektrodenmaterialien mit dem Fokus auf der Entwicklung von Zellen mit Energiedichten oberhalb von 200 Wh/kg. Weiterhin sollen die Zellen eine möglichst hohe Leistung generieren und gleichzeitig kostengünstig herstellbar, sicher und umweltfreundlich sein. Silicium als Anodenmaterial weist eine deutlich höhere theoretische Kapazität (4200 mAh/g) im Vergleich zu kohlenstoffbasierten Anodenmaterialien (372 mAh/g) auf. Die Herausforderung besteht nach wie vor in der Zyklenstabilität, welche durch die starke Volumenänderung während des Zyklens limitiert ist.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Um dem Ziel einer kostengünstigen Herstellbarkeit und gleichzeitiger Umweltfreundlichkeit gerecht zu werden, ist Lithiumeisenphosphat ein adäquater Kandidat auf der Kathodenseite. Ein Arbeitsschwerpunkt ist die Realisierung von Elektroden mit möglichst hoher Flächenbeladung, um der hohen spezifischen Kapazität der Siliciumanoden gerecht zu werden. Das Aktivmaterial Lithiumeisenphosphat wird hierzu unter Zugabe von Binder und Leitkohlenstoff mittels eines Pastenverfahrens auf ein Ableitermaterial beschichtet.

Die Siliciumelektroden werden über ein Hochfrequenz-Sputterverfahren hergestellt und auf möglichst hohe Beladung und Zyklenstabilität optimiert. Zur elektrochemischen Charakterisierung werden mehrlagige Pouchzellen verwendet. Die Realisierung einer adaptierten Pouchzell-Technologie bildet den Inhalt eines weiteren Arbeitspakets.

Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Das Projekt zielt darauf ab, eine Zelle zu entwickeln, die mit mehr als 200 Wh/kg eine höhere Energiedichte aufweist als State-of-the-art-Lithium-Ionen-Zellen. Außerdem wird der Fokus auf Materialinnovationen gelegt, insbesondere bei den Anoden- und Kathodenmaterialien, die mit industriellen Standardverfahren hergestellt werden sollen oder zumindest mit Methoden, die in einer bereits bestehenden Fertigungslinie implementiert werden können, wobei auch die bereits existierenden Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden. Dadurch ist die Zelle in Bezug auf die Herstellungskosten wettbewerbsfähig. Die Umweltverträglichkeit der Materialien erleichtert zudem die Handhabung sowie die spätere Entsorgung der Zellen.

Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

, mobil

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, Dienstleister

schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt

Teilprojektleiter

Frau Dr. Markus Hagen
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie
Joseph-von-Fraunhofer Str.  7
76327 Pfinztal

Telefon: +49 721 4640-716
E-Mail: markus.hagen@ict.fraunhofer.de

Verbundprojektleiter

Herr

Pressekontakt für Teilprojekt

Herr Dr. Stefan Tröster
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie
Hansastr. 27c
80686 München
Telefon: +49 721 4640-392
Fax: +49 721 4640-111
E-Mail: stefan.troester@ict.fraunhofer.de
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Pressekontakt für Verbundprojekt

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