HOSALIB

Hochleistungs-Silicium-Kohlenstoff-Komposit als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.09.2020 bis 31.08.2023
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 2.141.043,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

 

Teilprojekt 1

Partikelsynthese, Prozessierung und Modellierung

Förderkennzeichen: 03EI3027A

Center for Nanointegration Duisburg-Essen, NanoEnergieTechnikZentrum
47057 Duisburg
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Universität Duisburg-Essen - Insitut für Verbrennung und Gasdynamik
47057 Duisburg
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Teilprojekt 2

Partikelsynthese und -prozessierung im industriellen Umfeld

Förderkennzeichen: 03EI3027B

Evonik Operations GmbH - Hanau Wolfgang, Abteilung F-RDI-CRE-NGB-SM
63457 Hanau
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Fördergeber: BMWi, Referat IIC6

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien

Förderprofil:
PDIR

Förderart:
echnologie- und Innovationsförderung
Technologie- und Innovationsförderung

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Spätestens im Jahr 2023 soll es marktreif sein: Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien, das zu leistungsfähigeren Energiespeichern führt. Das Material ist in den Laboren des Center for Nanointegration (CENIDE) der UDE bereits erprobt worden. Nun müssen die im Labor bereits etablierten Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse auf die erheblich größeren Dimensionen der industriellen Fertigung übertragen werden. Es geht um optimale Prozesstechnik, Partikelcharakterisierung und den Bau von Anlagen in der richtigen Größe und Form auf Basis von Modellsimulationen. Ebenfalls genau unter die Lupe genommen wird der nächste Schritt, in dem die hergestellten Partikel zu Pasten verarbeitet und als Anodenmaterial auf Kupferfolie gedruckt werden.


Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

HOSALIB will den Transfer geeigneter Gasphasen-basierter Syntheseverfahren von stabilen Silicium-Kohlenstoff-Kompositmaterialien vom Labor- in den Pilot- und Produktionsmaßstab erreichen und dies durch Prozesssimulationen zu Bildung und Wachstum von Partikeln und Kompositmaterialien unterstützen. Eine wesentliche Fragestellung ist der Tatsache gewidmet, wie eine langzeitstabile Funktionalität des Anodenmaterials durch eine geeignete Oberflächenstabilisierung erzielt werden kann. Dies soll in HOSALIB bereits im Herstellungsprozesses in der Gasphase realisiert werden, indem schon während der Bildung von amorphem Silicium sekundäre Reaktanden zur Oberflächenstabilisierung eingesetzt werden. Die dabei hergestellten nanoskaligen Pulver werden durch weitere Prozessschritte in druckbare Dispersionen überführt und auf Elektroden aufgetragen, wobei hier der Fokus auf der Entwicklung eines geeigneten Rolle-zu-Rolle-Verfahrens liegt. Ein besonderes Augenmerk von HOSALIB gilt dabei den Herstellungskosten, die hier durch die Fokussierung auf eine kontinuierliche, großtechnische Synthesetech-nologie adressiert werden.

Evonik nutzt die Strömungsmodelle sowie die Experimente der UDE-Experten für die eigene Pilotanlage im Industriemaßstab. „Unser erstes Ziel ist, die richtige Zusammensetzung und Form der Partikel auch im industriellen Maßstab zu gewährleisten. So können wir unseren Kunden dann maßgeschneiderte Lösungen anbieten“, erklärt Dr. Julia Lyubina, die zuständige Projektmanagerin bei Evonik.

Quellen:
https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=hosalib&v=10&id=1476519
https://www.uni-due.de/2020-10-15-leistungsfaehiges-anodenmaterial-mit-evonik
(jüngste Zugriffe: 05.11.2020)


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

mobil

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, undefiniert


Schlagworte der Teilprojekte des Verbundprojekts

Teilprojekt 1

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Anode silicium-haltig Komposit

Forschungsgegenstand

Zelle Elektroden Anode Aktivmaterial Nanomaterialien, core shell

Forschungsbereiche

Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Partikelvorbehandlung Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)

Produktion Materialherstellung Aktivmaterial

Produktion Materialherstellung Maßstab Labor

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Materialentwicklung und -synthese Aktivmaterial

Analytik und Charakterisierung Methode Modellierung und Simulation

Anwendungsfelder

mobil Antriebsart BEV

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojekt 2

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Anode silicium-haltig Komposit

Forschungsgegenstand

Zelle Elektroden Anode

Zelle Elektroden Anode Aktivmaterial Nanomaterialien, core shell

Forschungsbereiche

Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Beschichten

Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Mischen

Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Partikelvorbehandlung Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)

Produktion Materialherstellung Aktivmaterial

Produktion Materialherstellung Maßstab Industrie

Produktion Materialherstellung Maßstab Technikum

Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Hochskalierung

Anwendungsfelder

mobil Antriebsart BEV

Förderempfänger

Industrie chemische Industrie

Verbundprojektleiter

Herr apl. Prof. Dr. Hartmut Wiggers

Telefon: +49 203 379-8087
E-Mail: hartmut.wiggers@uni-due.de


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