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Kompetenzcluster Festelektrolyte und Feststoffbatterien (FestBatt)

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner : Dr. rer. nat. Peter Michalowski, Moritz Hofer

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

Feststoff-Lithiumbatterien (ASSB) werden derzeit international als mögliche Weiterentwicklungen von Lithiumionenbatterien mit flüssigen Elektrolyten betrachtet. In zwei aufeinanderfolgenden Projektphasen (3 + 3 Jahre) soll die komplette Kette von der Herstellung und Hochskalierung geeigneter Festelektrolyte (1. Projektphase) über die Entwicklung der nötigen Verfahren für leistungsfähige Halbzellen bis hin zum Bau von Vollzellen (2. Projektphase) reichen.
Ausgangspunkt für FestBatt ist der dringende Bedarf an hochwertigen Festelektrolyten und technischen Konzepten für die Verarbeitung von Festelektrolyten. Das vorrangige Ziel der ersten Projetphase ist es eine hinreichende stoffliche Basis für die rasche und kritische Bewertung von ASSB-Konzepten durch Industrieunternehmen und anwendungsnahe Institute zu schaffen.
Festelektrolyte lassen sich grob in drei Gruppen einteilen: a) Thiophosphate/Sulfide, b) Oxide/Phosphate und c) Polymere. Da die Prozessierung der verschiedenen Klassen von Festelektrolyten grundsätzlich verschieden ist, müssen die spezifischen Prozessierungsaspekte in den drei Materialclustern abgebildet werden.

Ziele und Aufgaben des iPAT
Das Teilprojekt des iPAT „Prozess-Produktwechselwirkung bei der Produktion und Weiterverarbeitung von sulfidischen Festelektrolyten“ (Pro3S) hat im Wesentlichen folgende Ziele:

  • Die Evaluation und prozesstechnische Untersuchung skalierbarer, in trocken und nass betriebenen Mühlen realisierten Verfahren zur Herstellung von Lithiumthiophosphaten/Sulfiden.
  • Charakterisierung der resultierenden Material- und Oberflächeneigenschaften zur Bewertung der Verfahrensrouten und zur Generierung von relevanten Materialeigenschaften (physikalisch-chemisch), sowie von Daten zur Bewertung der Materialkompatibilität mit den wichtigsten Elektrodenmaterialien für die Methodenplattform.
  • Beurteilung der sulfidischen Festkörperelektrolyte im Hinblick auf deren Prozessierbarkeit zu Elektroden/Separatoren und resultierenden Performance unter Einbeziehung der Kenngrößen.
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    Projektpartner im Teilvorhaben:

    Physikalisch-Chemisches Institut (PCI) & Laboratorium für Materialforschung (LaMa) der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), Max-Planck-Institut (MPI) für Festkörperforschung Stuttgart, Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) Braunschweig


    AG – Mitarbeiter

    Aktuelle Projekte

    BaSS – BatterieSicherheitsStandardisierung mehr

    BenchBatt – Prozesstechnische Energie-Optimierung und Validierung von Lithium-Ionen- und Lithium-Schwefel-Batterieelektroden mehr

    3D-SSB – 3D-Strukturierung von Solid-State Kathoden zur Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte mehr

    DaLion – Datamining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen mehr

    EVOLi²S – Evaluierung der technisch wirtschaftlichen Vorteile des Open-Cell-Moduls bei Lithium-Ionen und Lithium-Schwefel Batterien im Hinblick auf stationäre und mobile Anwendungen mehr

    FesKaBat – Feststoff-Kathoden für zukünftige Hochenergie-Batterien mehr

    FestBatt – Kompetenzcluster Festelektrolyte und Feststoffbatterien mehr

    HighEnergy – Fertigung und Simulation hochkapazitiver, strukturierter Elektroden´ mehr

    LoCoTroP – Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse mehr

    MultiDis – Multiskalenansatz zur Beschreibung des Rußaufschlusses im Dispergierprozess für eine prozess- und leistungsoptimierte Prozessführung mehr

    ProKal – Prozessmodellierung der Kalandrierung energiereicher Elektroden mehr

    Roll-It – Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung mehr

    Silicon Graphite goes Industry mehr

    KonSuhl – Kontinuierliche Suspensionsherstellung mehr

    Hochschuloffensive eMobilität für die Fort- und Weiterbildung – Mobilität elektrisch erleben, erfahren, erlernen! (MOBIL4e) mehr

    Verfahrenstechnische Entwicklung von Elektroden und deren Herstellungsprozess für innovative Hochleistungsbatterien  mehr

    EFRE/BLB  mehr

    GEENI – Graduiertenkolleg Energiespeicher und Elektromobilität Niedersachsen mehr

    LithoRec II
    Leuchtturmprojekt im Forschungsfeld der Elektromobilität

    Akuzil – Entwicklung von Materialien und Komponenten für Zink-Luft Sekundärelemente unter Berücksichtigung von Systemrestriktionen und Systemoptionen mehr

    Insider – Auf Anionen-Interkalation basierende Dual Ionen Energiespeicher mehr

    iFaab – Untersuchung von Fertigungskonzepten zur automatisierten Herstellung von Batteriezellen mehr

    SafeBatt – Aktive und passive Maßnahmen für eigensichere Lithium-Ionen-Batterien mehr

    S-ProTrak – Forschung für effiziente Produktionstechnik mehr

    ZiLsicher – Zink-Luft-Akkumulator als sicherer elektrochemischer Speicher für emissionsarme und explosionsgeschützte Industriebereiche mehr

    Abgeschlossene Projekte

    ProLiEMo – Produktionsforschung für Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien für ElektroMobilität  mehr

    LithoRec – Recycling von Lithium-Ionen-Batterien mehr

    LiVe – Lithium-Verbundstrukturen mehr