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
zum Internetauftritt
Universität Duisburg-Essen - Insitut für Verbrennung und Gasdynamik
47057 Duisburg
zum Internetauftritt
Teilprojekt 2
Partikelsynthese und -prozessierung im industriellen Umfeld
Förderkennzeichen: 03EI3027B
Evonik Operations GmbH - Hanau Wolfgang, Abteilung F-RDI-CRE-NGB-SM
63457 Hanau
zum Internetauftritt
Fördergeber: BMWi, Referat IIC6
Projektträger: PT-J
Leistungsplansystematik:
Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien
Förderprofil:
PDIR
Förderart:
echnologie- und Innovationsförderung
Technologie- und Innovationsförderung
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.
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)
Metall-Ionen-Batterien
mobil
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, undefiniert
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Anode silicium-haltig Komposit
Zelle Elektroden Anode Aktivmaterial Nanomaterialien, core shell
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
mobil Antriebsart BEV
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Anode silicium-haltig Komposit
Zelle Elektroden Anode
Zelle Elektroden Anode Aktivmaterial Nanomaterialien, core shell
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
mobil Antriebsart BEV
Industrie chemische Industrie
Herr apl. Prof. Dr. Hartmut Wiggers
Telefon: +49 203 379-8087
E-Mail: hartmut.wiggers@uni-due.de
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