Projekt ProFeLi

 

ProFeLi - Produktionstechnik für Festkörperbatterien mit Lithium-Metall-Anode

Die Sicherheit von Lithium-Ionen-Zellen (LIZ) kann durch den Wegfall der brennbaren Elektrolytflüssigkeit in Festkörperbatterien (FKB) potenziell erheblich verbessert werden. Eine dichte Festelektrolytschicht ermöglicht den Einsatz von Lithium-Metall als Anode, um die Energiedichte gegenüber konventionellen LIZ um bis zu 70 % zu steigern. Trotz vielversprechender Ergebnisse im Bereich Forschung und Entwicklung ist die Anwendung auf Systemebene mit den dafür notwendigen großformatigen Einzelzellen unerforscht. Insbesondere Zell-, Stapel- und Gehäusedesign von großformatigen FKB sind aktuell weitestgehend unerforscht.

Für die Produktionstechnik ergeben sich daraus bei der Verarbeitung der neuen Zellmaterialien Herausforderungen, wie beispielsweise

  • die Erzielung adäquater Schichtdicken zur Bereitstellung von Energie- und Leistungsdichten im Bereich konventioneller Lithium-Ionen Systeme mit Flüssigelektrolyt,
  • die Verarbeitung von reinem Lithium-Metall als Anodenmaterial oder
  • die gezielte Oberflächenmodifikationen zur Unterbindung von unerwünschten Nebenreaktionen.

Ziel des Projekts ProFeLi ist eine umfassende produktionstechnische Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette für die Herstellung von FKB.

Im Teilvorhaben der TU München liegen die Forschungsschwerpunkte seitens des EES im Bereich der Simulation der Grenzschicht zwischen Elektrode und Elektrolyt, sowie der Volumenausdehnung einer FKB.

Da sich durch die Verarbeitung neuartiger Materialien und Zellkomponenten sowie einem innovativen Zelldesign besondere Herausforderungen im Bereich der Produktionstechnik für FKB ergeben, verstärkt das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) als weitere Forschungseinrichtung der TU München das Projektkonsortium mit Kompetenzen im Bereich der Batterieproduktion.

 

 

 

 

Danksagung

 

Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als Verbundprojekt im Themenfeld "Batteriematerialien für zukünftige elektromobile, stationäre und weitere industrierelevante Anwendungen" (Batterie 2020), Förderkennzeichen 03XP0184I, gefördert und vom Projektträger Jülich betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.


 

 

Projekt Mitglieder
Scheller, Maximilian; M.Sc. +49 (89) 289 - 26984 maximilian.scheller@tum.de Raum 1020 Portrait