EProFest

EProFest – Evaluation von Prozessen zur Produktion von Festkörperbatteriekomponenten

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner : Dr.-Ing. Kevin Voges

Zusammenfassung des Gesamtpojektes:

Eine Verbesserung von elektrochemischen Energiespeichern hinsichtlich Sicherheit und Performance sind essenziell für den Erfolg der elektrisch betriebenen Mobilität der Zukunft. Besonders die Festkörperbatterien (SSB) gelten als ein vielversprechender Ansatz mit derzeit starkem Forschungsfokus, bei denen die brennbaren Flüssigelektrolyte konventioneller Lithium-Ionen-Batterien (LIB) durch feste Li-Ionenleiter ersetzt werden. Dies sorgt für eine Steigerung der Sicherheit sowie einer potentiell höheren Energiedichte durch die Möglichkeit des Einsatzes von Li-Metall-Anoden.
Das Konzept der Festkörperbatterien befindet sich momentan in einem frühen technologischen Stadium, in dem Materialien und Zellkonzepte vor allem im Labormaßstab vorliegen. Technologien für die großtechnische und kommerzielle Produktion von Festkörperbatterien müssen jedoch erst evaluiert und definiert werden. Hier setzt das Projekt „EProFest“ an, in dem die vielversprechendsten Materialkombinationen, Zellkonzepte und Prozesswege für eine skalierbare SSB-Produktion identifiziert und anschließend durch gezielte Experimente genauer betrachtet werden sollen. Als Ziel des Projekts sollen Handlungsempfehlungen hinsichtlich der ökonomischen, ökologischen und technischen Aspekte einer potentiellen Festkörperbatterieproduktion für die Industrie abgeleitet werden.

Ziele und Aufgaben des iPAT

• Evaluation von Materialien und Zellkonzepten für eine skalierbare Herstellung von Festkörperbatteriezellen
• Sicherheitstechnische Untersuchung zur Reaktivität und Gasentwicklung (v.a. H₂S) des sulfidischen Elektrolytmaterials
• Experimente zur Oberflächenbeschichtung von Aktivmaterialpartikeln mit protektiven Beschichtungen mittels Wirbelschichtverfahren für den Einsatz in Festkörperbatteriezellen
• Evaluation verschiedener Beschichtungsprozesse zur Herstellung von Kompositkathoden für Festkörper-Batteriezellen auf Basis sulfidischer Festelektrolyte
• Screening nachgelagerter Produktionsprozesse (Trocknung und Verdichtung von Kathoden, Zellbauverfahren)
• Ableitung von Handlungsempfehlungen zur ökonomischen, ökologischen und technischen Produktion sulfidischer Festkörperbatterien

 
Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST), JLU Gießen (Physikalisch-Chemisches Institut), WWU Münster (Institut für Anorganische und Analytische Chemie), Münster Electrochemical Energy Technology (MEET), FZ Jülich (Helmholtz-Institut Münster, IEK-12) und FZ Jülich (Institut für Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren, IEK-1)