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HochEnergieMaterialien kosteneffizient und oekologisch prozessiert

Über das Projekt

Reichweite, Schnellladung, Lebensdauer und die Herstellungskosten der heutigen Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen entsprechen derzeit nur teilweise den Anforderungen der Nutzer und stellen daher große Hindernisse für die Elektromobilität dar. Daher müssen diese Anwendungseigenschaften deutlich verbessert und weitere Kostensenkungen erreicht werden. Möglichkeiten bestehen in den oben genannten Eigenschafts-verbesserungen im Hinblick auf die Verwendung neuer sogenannter Hochkapazitätsmaterialien für den Anodenkontakt und deren Kombination mit Hochenergiematerialien im Kathodenkontakt einer Batteriezelle. Unter Kostengesichtspunkten sind neue Herstellungsverfahren, die auf energieintensive und damit teure Schritte verzichten oder den Herstellungsprozess deutlich verkürzen, ein großes Reduktionspotential.

Ziel des Projektes ist es, auf der Basis fortschrittlicher aktiver und passiver Materialien die Herstellung eines sogenannten partikulären Aktivmaterials Binder-Ruß-Verbundmaterials für die hocheffiziente Elektrodenverarbeitung zu erforschen. Es sollen wirtschaftlich nachhaltige Material- und Prozesskonzepte untersucht und perspektivisch etabliert werden, die einen kurzfristigen Markteintritt ermöglichen können. Im Einzelnen soll eine material- und komponentenseitig abgestimmte Hochenergie-Batteriezelle entwickelt werden. Durch verbesserte Formulierungen und Prozesstechnologien soll die Lebensdauer weiter erhöht werden. Es soll auch ein Verfahren zur Verarbeitung von Hochenergie-Materialien zu Verbundpartikeln entwickelt werden.

Die Konfektionierung der Elektroden mittes ultrakurz gepulster Laserstrahlung soll hier untersucht werden. Speziell geht es um die Entwicklung des Laserschneidprozesses, zur Reduzierung des thermisch beeinflussten Bereiches entlang der Schneidkante von Elektroden. Die Wärmeeinflusszone sollte so gering wie möglich sein, da dieser Bereich die Kapazität einzelner Elektroden und damit von gesamten Zellen negative beeinflussen kann. Ultrakurz gepulste Laserstrahlung ermöglichst einen quasi kalten Abtrag. Somit kann eine laserbasierte Konfektionierung ohne negativen thermischen Einfluss realisiert werden.

Projektinformationen

PTJ – Projektträger Jülich | Forschungszentrum Jülich GmbH

  • Förderungsdauer: 01.01.2018 – 30.06.2021
  • Förderkennzeichen Nr.: 3XP0117B
  • Förderung: 2,5 Mio € (TUBS), BMBF

Projektpartner

  • TU Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik, Institut für Partikeltechnik, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
  • WWU Münster, Meet, Arlanxeo Deutschland GmbH & Co. KG., SGL Carbon, VARTA Microbattery GmbH, Volkswagen AG

Abschlussbericht

https://doi.org/10.2314/KXP:1846232910

Stapelprozess
Stapelprozess von einzelnen Elektroden zu einem Stack Bildnachweis: BLB / TU Braunschweig

Kontakt

Dr. Maja Kandula
+49 531 39195590
m.kandula(at)tu-braunschweig.de
Förderhinweis
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