SiGgI

SiGgI – Silicon Graphite goes Industry

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner : Jannes Müller

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

Das Forschungsprojekt „SiGgI – Silicon Graphite goes Industry“ wird im Rahmen des Programms „Vom Material zur Innovation“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Im Projekt wird der Einsatz von Silizium als Anodenmaterial zur Steigerung der Energiedichte von Lithium-Ionen Batterien adressiert. Silizium zeichnet sich durch eine sehr hohe spezifische Kapazität aus und eignet sich damit ideal für Hochenergieanwendungen. Die volumetrische Ausdehnung bei der Lithiierung stellt jedoch eine große Herausforderung im Hinblick auf die Stabilität der Elektrode dar und erschwert damit dessen industriellen Einsatz. Aus diesem Grund werden im Projekt SiGgI die skalierbare Herstellung von Silizium-Kohlenstoff-Kompositmaterialien (Si/C-Komposite), sowie die kontinuierliche Herstellung von Elektroden untersucht. Der Fokus des Projekts liegt vor allem auf der Materialentwicklung, die zum einen die Herstellung von Silizium-Nanopartikeln durch Zerkleinerung in Rührwerkskugelmühlen und deren Stabilisierung und zum anderen die Kompositherstellung umfasst. Darüber hinaus wird die skalierbare Herstellung von Kompositelektroden mit innovativen Dispergier- (Rührwerkskugelmühle, Extruder), Beschichtungs- (Schlitzdüse) und Trocknungskonzepte (Infrarottrocknung) evaluiert. Mit einer neu entwickelten automatisierten Testzellfertigung wird die elektrochemische Performance der Kompositelektroden in Abhängigkeit von Material- und Prozessparametern hochreproduzierbar analysiert. Die Konzeption eines Systems zur automatischen Daenerfassung, -speicherung, -verarbeitung und –auswertung (Data Mining) ermöglicht die Identifikation und Analyse von Abhängigkeiten zwischen Materialeigenschaften und Prozessschritten.

Ziele und Aufgaben des iPAT

• Herstellung und Stabilisierung von Silizium-Nanopartikeln mittels Rührwerkskugelmühlen und Analyse von Formulierungsparametern
• Delaminierung von Graphit zu Graphen
• Materialentwicklung von Silizium-Kohlenstoff-Kompositen
• Skalierbare Elektrodenherstellung (Labor- bis Technikumsmaßstab)
• Bewertung verschiedener Prozessrouten zur Elektrodenherstellung durch innovative Dispergier- und Beschichtungskonzepte
• Bau von Multilayer-Pouchzellen mit anschließender Sicherheitsprüfung
• Evaluierung der Vorgänge auf Mikroebene während der Zyklisierung mittels Dilatometriemessungen

 

Feste Projektpartner

EL-Cell GmbH (Hamburg), Technologiezentrum Elektromobilität der Volkswagen AG (Isenbüttel), Custom Cells Itzehoe GmbH (Itzehoe), Sili Technolgies GmbH (Warmensteinach), M. Braun Inertgas-Systeme GmbH (Garching), Battery LabFactory Braunschweig (Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Institut für Füge- und Schweißtechnik)