Verbundprojekt »SOLID« am Fraunhofer ISC Langlebige Festkörper-Akkus für hohe Ladegeschwindigkeiten

Das Fraunhofer ISC geht davon aus, dass innerhalb eines Jahres die ersten funktionsfähigen Einfach-Zellen zur Verfügung stehen werden.
Das Fraunhofer ISC geht davon aus, dass innerhalb eines Jahres die ersten funktionsfähigen Einfach-Zellen zur Verfügung stehen.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC arbeiten an Batterien künftiger Elektrofahrzeuge. Im Rahmen des Verbundprojekts »SOLID« soll ein Produktionsverfahren auf Sol-Gel-Basis entstehen, um sichere und leistungsfähige Lithium-basierte Festkörperbatterien herzustellen.

Im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien bieten Festkörperzellen entscheidende Vorteile durch erweiterte Spannungsfenster und sind, aufgrund des rein keramischen Aufbaus, auch nicht brennbar.

Das Verbundprojekt »SOLID« bemüht sich um »Innovative Festkörperbatterien auf Basis von Sol-Gel-Materialien mit Li-Metallanode und implementierter 3D-Strukturierung«. Das SOLID-Konsortium möchte Batteriezellen aus Sol-Gel-Schichten herstellen und so ein Konzept für Lithium-basierte Festkörperbatterien entwickeln – höhere Energiedichte bei gleichzeitig höheren Spannungen. Das Projektziel sind sichere, leistungsfähige und kostengünstige Batterien mit hoher Lebensdauer und Ladegeschwindigkeit.

Eine besondere Produktionsherausforderung liegt in den benötigten Schichtdicken im Sol-Gel-Verfahren:

  • Komplexe Anforderungen an Synthese, Herstellung und Aushärtungsverfahren
  • Widerspruch zu guter Ionenleitfähigkeit

Daher ist eines der Teilziele, durch eine neue Beschichtungsmethode hohe Dicken bei hoher Leistungsfähigkeit zu erzielen. Das Fraunhofer FuE-Zentrum Elektromobilität Bayern »FZEB« produziert im Verbundprojekt die Stromableiter-, Elektrolyt- und Kathodenschichten – ebenfalls im Sol-Gel-Verfahren.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit 3,2 Mio. Euro – für die Laufzeit bis September 2020.