HiPoBat

HiPoBat – High Power Batteries

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Peter Michalowski, Lara Katharina Schumann, Caroline Willuhn

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

In dem deutsch-französischen Forschungsprojekt HiPoBat sollen Hochleistungsbatterien auf Basis von Lithium und Natrium mit festem Elektrolyt entwickelt werden. Auf der Materialebene liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Leistungsdichte der aktiven Elektrodenmaterialien durch Optimierung der kristallinen Struktur und Morphologie sowie der Entwicklung kompatibler Festelektrolyte. Darüber hinaus werden optimierte 3D-Elektrodenarchitekturen entwickelt, die neue Funktionalitäten ermöglichen.

Im Detail sollen hierfür u.a. auf Si-C-Kompositpartikel basierende Anoden hergestellt werden, die sowohl in Li- als auch in Na-basierten Festkörperbatterien eingesetzt werden können. Durch gezielte Variation der Prozessparameter und Vergleich alternativer Prozesse sowie nachfolgender Charakterisierung der Komponenten werden hierbei Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abgeleitet. Neben praktischen Versuchen sollen Modelle zum besseren Verständnis und leichteren Optimierung der elektrochemischen Eigenschaften auf Elektroden- und Zelllevel erstellt werden.

Ziele und Aufgaben des IPAT:

• Skalierbare qualitätsgesicherte Produktion leistungsfähiger Li- und Na-Festkörperbatterien
• Optimierung Partikelgröße und Morphologie für Anoden

• Entwicklung von Beschichtungsstrategien zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit
• Entwicklung einer geeigneten der Elektrodenarchitektur und – formulierung
• Betrachtung verschiedener Zelldesigns hinsichtlich der Verbesserung der Energiedichte
• Ionische und elektrische Charakterisierung der entwickelten Elektroden

• Deutsche Projektpartner:

• Forschungszentrum Jülich (FZJ), Institut für Energie und Klimaforschung – Materialsynthese und Herstellungsverfahren (IEK-1)
• Justus-Liebig University Giessen, Institute of Physical Chemistry (JLU)
• Universität Münster, MEET Batterieforschungszentrum (WWU/MEET)
• Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Ulm
• RWTH Aachen University, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA)

• Französische Projektpartner:

• Université de Picardie Jules Verne, Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS) CNRS UMR7314
• CNRS, Laboratoire Chimie du Solide et de l’énergie Collège de France
• Sorbonne University, PHENIX: Physicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes interfaciaux
• CIRIMAT: Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux
• IMN : Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes (UMR Nantes Université/CNRS 6502)
• Université de Technologie de Compiègne, Laboratoire Roberval: Unité de Recherche en Mécanique, Energie et Electricité
• Mechanische und elektrochemische Modellierung der Trocknung, Kalandrierung und Kompositbildung