Die Festkörperbatterie soll herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien ablösen.

Bild: Forschungszentrum Jülich / F. Tietz
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16 Millionen für Zukunftsbatterie Ersetzen Festkörperbatterien Lithium-Ionen-Batterien?

19.10.2018

Die Eigenschaften von Festkörperbatterien klingen vielversprechend, denn der Batterietyp kommt ohne brennbaren Flüssigelektrolyten aus und verspricht kürzere Ladezeiten und höhere Energiedichten gegenüber heutigen Lithium-Ionen-Batterien und somit auch höhere Reichweiten für die Elektromobilität. Nun wurde ein Kompetenzcluster eingerichtet um die Material- und Prozesstechnologie weiterzuentwickeln.

Das Kompetenzcluster „FestBatt“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) wird mit insgesamt knapp 16 Millionen Euro für eine dreijährige Phase gefördert. Beteiligt sind 14 wissenschaftliche Einrichtungen.

In FestBatt sollen zunächst grundlegende Materialfragen geklärt sowie stabile und hochwertige Festelektrolyte hergestellt und elektrochemisch charakterisiert werden. Dies dient Industrieunternehmen und anwendungsnahen Instituten als Grundlage für eine Bewertung der verschiedenen Konzepte. Im nächsten Schritt soll die Entwicklung von Festkörperbatterien bis hin zum Bau von Vollzellen auf der Basis dieser Elektrolyte im Mittelpunkt stehen.

Die zentrale Komponente der Zukunftsbatterie

Das Forschungszentrum Jülich ist am Kompetenzcluster FestBatt mit unterschiedlichen Aktivitäten beteiligt und erhält in diesem Rahmen Förderungen von insgesamt 3,85 Millionen Euro. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums leiten zwei der insgesamt drei Materialplattformen, die sich mit verschiedenen Klassen von Festelektrolyten beschäftigen.

Der Elektrolyt ist die zentrale Komponente einer Batterie. Er ermöglicht die Bewegung elektrischer Ladungsträger im Innern einer Batterie und ist damit ein ganz entscheidender Faktor für deren Kapazität und Leistungsfähigkeit. Herkömmliche Batterien enthalten einen flüssigen Elektrolyten, in dem sich elektrisch geladene Atome und Moleküle, sogenannte Ionen, befinden. In Festkörperbatterien ist dagegen ein Feststoff verbaut, der nur für bestimmte Ionenarten durchlässig ist. Die Verwendung eines festen Elektrolyten bringt mehrere Vorteile mit sich: Die Zellen können bei Unfällen und Defekten nicht auslaufen oder wie gängige Lithium-Ionen-Batterien in Brand geraten. Zudem sind sie deutlich weniger temperaturempfindlich, was auf eine lange Lebensdauer schließen lässt.

Bildergalerie

  • Der Aufbau einer Festkörperbatterie.

    Bild: Forschungszentrum Jülich / T. Schlößer

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