MiKal

Optimale Elektrodenstruktur und -dichte durch integrierte Auslegung von Misch- und Kalandrierprozessen

Teilprojekt 1

Laufzeit: 01.11.2019 bis 31.10.2022

Fördersumme: 588.796,00 €

Projektvolumen: 588.796,00 €
 

ausführende Stelle:

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Battery LabFactory Braunschweig
Langer Kamp  8
38106 Braunschweig

zum Internetauftritt

Zuwendungsempfänger:

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig

zum Internetauftritt

Fördergeber: BMBF, Referat 523

Förderkennzeichen: 03XP0240A

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
KB2220 Li-Ionen-Batterien

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Beschreibung

Es liegt keine Beschreibung des Teilprojektes vor.

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.11.2019 bis 31.10.2022
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 2.667.786,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: 2.667.786,00 €

Teilprojekt 1:

Förderkennzeichen: 03XP0240A

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Battery LabFactory Braunschweig
38106 Braunschweig

Teilprojekt 2:

Förderkennzeichen: 03XP0240B

Westfälische Wilhelms-Universität Münster
48149 Münster

Teilprojekt 3:

Förderkennzeichen: 03XP0240C

Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften
85748 Garching

Teilprojekt 4:

Förderkennzeichen: 03XP0240D

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg - Labor für Batterietechnologie (eLaB), Geschäftsbereich Elektrochemische Energietechnologien - Produktionsforschung
89081 Ulm

Teilprojekt 5:

Förderkennzeichen: 03XP0240E

Karlsruher Institut für Technologie - Institut für angewandte Materialien - Werkstoffe der Elektrotechnik
76131 Karlsruhe

Fördergeber: BMBF, Referat 523

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
KB2220 Li-Ionen-Batterien

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Die elektrochemische Energiespeicherung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Insbesondere steht infolge der deutschen Energiewende hierbei die Energiespeicherung für elektromobile Anwendungen im Fokus. Aufgrund des begrenzten Bauraums ist dabei vor allem eine hohe volumetrische sowie gravimetrische Energiedichte entscheidend.

Auf Elektroden hat der Verdichtungsprozess der Beschichtung, die Kalandrierung, einen entscheidenden Einfluss auf die Optimierung der volumetrische Energiedichte. In diesem Projekt liegt ein Schwerpunkt auf der Ermittlung der Wechselwirkung von Mischprozessen, dem resultierenden maschinen- und produkttechnischen Kalandrierverhalten sowie der erzeugten und performancebestimmenden Mikrostruktur der Elektroden.


Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Dies soll die Identifikation vorteilhafter Kalandrierzustände und eine Prädikation sowohl der Maschineneinstellungen als auch Produktstruktureinstellungen ermöglichen. Zu diesem Zweck werden Elektroden mit verschiedenen Leitadditivstrukturen durch Variation der Mischintensität, der Mischertypen und verschiedenen Leitadditivzusammensetzungen (bei konstantem Gesamtanteil) eingestellt. Es gilt, eine optimierte Rezeptur für Energieelektroden abzuleiten und diese hinsichtlich ihres Verdichtungsverhalten und hierbei vor allem auch Wechselwirkungen zum Substrat zu untersuchen. Der Wirkzusammenhang zwischen Misch- und Kalandrierprozess wird mit dem Ziel herausgestellt volumetrisch höhere Energiedichten bei gleichzeitig hoher Leistungsperformance zu erreichen.

Ergänzend zu den empirischen Abläufen werden DEM-Simulationsmodelle zur Prädikation der strukturellen Produktgestaltung und Prozessauslegung entwickelt. Über die gesamte Projektlaufzeit wird für ausgewählte Elektroden die 3D-Mikrostruktur rekonstruiert. Es wird FIB/SEM (sub-μm skalige Leitrußstrukturen) als auch µCT (μm skalige Partikel- und Leitrußagglomerate) für eine ganzheitliche Betrachtung der Elektrodenstruktur zum Einsatz kommen. Wichtige Bewertungskriterien während der Projektlaufzeit sind Methoden zur strukturellen, mechanischen und elektrischen Charakterisierung als auch elektrochemische Untersuchungen von Voll- und Halbzellen.

Quelle: https://www.prozell-cluster.de/projekte/mikal/ (jüngster Zugriff: 07.05.2020)


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

mobil, stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

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


Schlagworte zum Teilprojekt

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien

Forschungsgegenstand

Zelle Produktionsequipment

Zelle Elektroden

Forschungsbereiche

Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Mischen

Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Kalandrieren

Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Maschine-Prozess-Strukturbeziehung

Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Prozess-Eigenschaftsbeziehungen

Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Untersuchung einstellbarer Parameter

Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Vorhersagemodell

Material-, Bauteil- und Systementwicklung verbesserte Eigenschaften Leistungsdichte

Material-, Bauteil- und Systementwicklung verbesserte Eigenschaften Energiedichte

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Elektrodenprozessierung

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung Elektrode Rezeptur

Analytik und Charakterisierung Modellentwicklung

Analytik und Charakterisierung Methode physikalisch Tomographie Röntgen

Analytik und Charakterisierung Methode physikalisch Mikroskopie Focused-Ion-Beam

Analytik und Charakterisierung Methode physikalisch Mikroskopie Rasterelektronen

Analytik und Charakterisierung Methode (elektro-)chemisch

Analytik und Charakterisierung Methode Modellierung und Simulation

Anwendungsfelder

mobil

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojektleiter

keine Angabe


Verbundprojektleiter

Herr Prof. Dr. Arno Kwade
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
Institut für Partikeltechnik
Volkmaroder Str. 5
38104 Braunschweig
Telefon: +49 531 391-9610
Fax: +49 531 391-9633


Pressekontakt für Teilprojekt

Frau Katja Geier
Langer Kamp 8
38106 Braunschweig
Telefon: +49 531 391-94663
Fax: +49 531 391-9633
E-Mail: k.geier@tu-braunschweig.de


Pressekontakt für Verbundprojekt

kein Pressekontakt

Typ Inhalt Aktion
Link Link zur Verbundprojektwebsite Öffnen