Solid-State-Batterien auf Basis der Lithium-Ionen- als auch der Lithium-Schwefel-Zelle gelten als vielversprechende zukünftige Energiespeichersysteme gerade für Anwendungen in der Mobilität. In Solid-State-Batterien werden u.a. feste Polymere oder Oxide verwendet und Partikel oder Komposite aus diesen als Feststoffelektrolyte eingesetzt. Feste Elektrolyte erlauben gegenüber flüssigen Elektrolyten wesentlich höhere Sicherheiten und den Verzicht auf den Separator sowie die Realisierung eines einfacheren Zellaufbaus. Zugleich können sie in Kombination mit Aktivmaterialien eingesetzt werden, die derzeitig in Kombination mit flüssigen Elektrolyten für den Dauerbetrieb problematisch sind. Durch den Einsatz von metallischem Lithium auf der Anodenseite sowie dem Wegfall des Separators ist zudem eine Verdoppelung der für den Einsatz in der Mobilität (Fahrzeug und Flugzeug) sehr wichtigen Energiedichte zu erwarten. Im Hinblick auf den Einsatz im Flugzeug wird auch die höhere mechanische Tragfähigkeit der Solid-State-Batterien zukünftig großes Potential bieten.
Daher wurden Solid-State-Batterien als wesentliches künftiges Schwerpunktthema definiert. Diese Batteriesysteme verlangen zum einen nach deutlich komplexeren Materialien als bislang in Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden, beispielsweise nach Aktivmaterial-Partikeln mit Beschichtungen im Nanometerbereich zur Sicherstellung der Stabilität gegenüber dem Feststoffelektrolyten. Für die Herstellung dieser Materialien werden Verfahren entwickelt, die auch die Erzeugung ausreichender Materialmengen für eine Weiterverarbeitung der Materialien zu größeren Zellen in der Battery LabFactory Braunschweig ermöglichen. Zum anderen ist die Herstellung von Solid-State-Batterieelektroden derzeitig auf den Labormaßstab beschränkt, da eine Prozessierung wie im Fall der herkömmlichen Lithium-Ionen Batterien nicht möglich ist. Dementsprechend werden neue Verfahren zur Herstellung der Elektroden in Abhängigkeit der eingesetzten Materialien erforscht.
