ProfiStruk

Prozess- und Anlagenentwicklung zur prozessintegrierten In-line-Strukturierung von Lithium-Ionen-Elektroden

Teilprojekt 1

Laufzeit: 01.10.2019 bis 30.09.2022

Fördersumme: 849.809,00 €

Projektvolumen: 849.809,00 €
 

ausführende Stelle:

Technische Universität München, Fakultät für Maschinenwesen - Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften
Boltzmannstr.  15
85748 Garching

zum Internetauftritt

Zuwendungsempfänger:

Technische Universität München

zum Internetauftritt

Fördergeber: BMBF, Referat 523

Förderkennzeichen: 03XP0244A

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: 01.10.2019 bis 30.09.2022
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 1.950.527,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: 1.950.527,00 €

Teilprojekt 1:

Förderkennzeichen: 03XP0244A

Technische Universität München, Fakultät für Maschinenwesen - Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften
85748 Garching

Teilprojekt 2:

Förderkennzeichen: 03XP0244B

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

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Partikeltechnik
38104 Braunschweig

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

Lithium-Ionen-Batterien (LIB) stellen die Schlüsselkomponente elektrischer Energiespeicher dar. Die Verbesserung ihrer Eigenschaften bietet enormes Potenzial für eine erhöhte Marktdurchdringung der Elektromobilität zu Lande, zur See und in der Luft. Aber auch stationäre Energiespeicher und elektronische Konsumprodukte würden von einer Weiterentwicklung der LIB stark profitieren.

Die Beschaffenheit der Elektroden definiert zahlreiche Eigenschaften der LIB, wie die verfügbare Kapazität, Schnellladefähigkeit und Leistungsbereitstellung. Beim Laden und Entladen wird Lithium in die Aktivmaterialien ein- bzw. ausgelagert. Durch die poröse Struktur der Elektrode ergeben sich jedoch lange und komplexe Lithium-Ionen-Transportwege in der Elektrolytflüssigkeit. Diese haben teilweise starke Lithium-Konzentrationsgradienten in den Elektroden zur Folge, welche einen Abfall der verfügbaren Kapazität aufgrund von Lithiumverarmung an den Aktivmaterialoberflächen verursachen. Die Einbringung von Strukturen in die Elektroden stellt einen bewährten Ansatz zur Verringerung der erwähnten Lithium-Konzentrationsgradienten dar.

Das Vorhaben ProfiStruk adressiert den Einsatz von alternativen und prozesstechnisch überlegenenen Strukturierungsprozessen, die eine Alternative zu laserbasierten Verfahren mit zu geringen Prozessgeschwindigkeiten für die Massenproduktion darstellen sollen. Projektziel ist die Integration von Anlagentechnik zur Strukturierung in die bestehende Produktionslinie für Lithium-Ionen-Zellen. Gleichzeitig soll eine Anlage für die diskontinuierliche Injektion von Strukturbildnern ohne Aktivmaterialverlust etabliert werden und eine Validierung des Strukturierungsprozesses durch die Produktion großformatiger Lithium-Ionen-Zellen erfolgen. Die Herausforderung besteht in der Prozess- und Anlagenentwicklung zur In-line-Strukturierung, wobei sowohl mechanische als auch verfahrenstechnische Prozesse verwendet werden.

Die Prozessauslegung an der TU München und TU Braunschweig basiert auf bisherigen Untersuchungen zur Strukturdimensionierung und -verteilung. Diesbezüglich sollen laserstrukturierte Elektroden als Modellmethodik für die Validierung vorteilhafter Strukturen und die daraus folgende Werkzeug- und Prozessauslegung herangezogen werden. Bewertungskriterien sind elektrochemische Untersuchungen der erzeugten strukturierten Elektroden, die im Sinne einer systematischen Strukturentwicklung mit den strukturellen, mechanischen und elektrischen Elektrodeneigenschaften korreliert werden.

Quelle: https://www.prozell-cluster.de/projekte/profistruk/ (jüngster Zugriff: 11.05.2020)


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 Elektroden

Anwendungsfelder

mobil Antriebsart BEV

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojektleiter

keine Angabe


Verbundprojektleiter

Herr Prof. Dr. Gunther Reinhart
Technische Universität München
Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb)
Boltzmannstr. 15
85748 Garching bei München
Telefon: +49 89 289-15504


Pressekontakt für Teilprojekt

Frau Tanja Mayer
Boltzmannstr. 15
85748 Garching
Telefon: +49 89 289-15551
Fax: +49 89 289-15555
E-Mail: Tanja.Mayer@iwb.tum.de


Pressekontakt für Verbundprojekt

kein Pressekontakt

Typ Inhalt Aktion
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