Forschungsprojekte

Elektrische Energiespeicher (EES) sind entscheidend für die Energiewende. Das Projekt BEST verfolgt das Ziel, ein innovatives Verfahren zur Herstellung von trockenprozessierten Batterieelektroden für Zink-Ionen-Batterien zu entwickeln. Dieses Verfahren zielt darauf ab, die Effizienz und Reproduzierbarkeit der Elektrodenproduktion erheblich zu steigern und zeitaufwendige Schritte zu eliminieren. Durch den Einsatz nachhaltiger PFAS-freier Binder in Kombination mit innovativen Technologien streben wir eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Produktion an. | Laufzeit: 02/2025 - 12/2025

Die Festkörperbatterie (Allsolidstate battery, ASSB), hat in den Bereichen Nachhaltigkeit, Leistungsfähigkeit sowie Sicherheit enormes Potential, und kann die LithiumIonen Batterie mit Flüssigelektrolyt in einigen Marktsegmenten herausfordern oder sogar ersetzen. Nachhaltige und leistungsfähige Batterien sind ein Schlüsselfaktor in der Energiewende sowie in der Transformation der Verkehrssektoren. Um einen relevanten Beitrag zu leisten, müssen Batterien für den breiten Markt tauglich und somit bezahlbar sein. Besonders bei den Aktivmaterialien gibt es Möglichkeiten die ASSB voranzutreiben. Daher beschäftigen wir uns im Projekt »COFFEE« damit, Aktivmaterial herzustellen, das in Kombination mit der ASSB-Technologie die E-Mobilität von morgen nachhaltiger und für jedermann bezahlbar macht. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2025

In Festkörperbatterien („All Solid State Batteries“) wird der flüssige Elektrolyt durch einen festen nicht-brennbaren Ionenleiter ersetzt. Dadurch wird das sogenannte thermische Durchgehen vermieden und die Sicherheit von Batteriezellen maßgeblich erhöht. Auch wird der Einsatz von Lithium-Metall Anoden erleichtert, was höhere Energiedichten und somit für die Elektromobilität deutlich höhere Reichweiten ermöglicht. | Laufzeit: 10/2019 - 09/2022

Im Rahmen des Projektes »FoFeBat« erfolgt der Aufbau einer Forschungsfertigung für Batteriezellen. Dabei werden alle Produktionsschritte vom Mischen der Elektrodenmaterialien bis zur Formierung der Zellen abgedeckt. Das Fraunhofer ISE unterstützt in Teilprojekt 1 den Aufbau der Forschungsfertigung u. a. in den Bereichen Formierung und End-of-Line Qualitätssicherung sowie in den Feldern der energetisch effizienten Gebäudebetriebsführung, der Trockenraumauslegung und der techno-ökonomischen Bewertung von Betriebsszenarien. In Teilprojekt 2 ist das Fraunhofer ISE bei Technologiescreening für zukünftige Innovationsmodule sowie der Entwicklung des Pipelineprozesses zur Umsetzung dieser beteiligt. In Teilprojekt 3 wird vom Fraunhofer ISE ein Mini-Environment Teststand geplant und aufgebaut, der Untersuchungen zu optimierten Luftführung und energetisch optimierten Betrieb ermöglicht. | Laufzeit: 10/2019 - 12/2027

Dieses Projekt baut auf den Erfolgen der ersten beiden Teilprojekte auf und zielt darauf ab, die „FFB Fab“ auszubauen. Ziel ist die Minimierung von Energie- und Ressourcenverbrauch, um eine nachhaltigere sowie wirtschaftlichere Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen in Europa zu ermöglichen. Die Forschung hat ergeben, dass etwa 80 % des Energieumsatzes in der Zellfertigung auf die Betriebskosten der Rein- und Trockenräume sowie der Elektrodenfertigung entfallen. Wir arbeiten an innovativen Ansätzen, die den CO2-Fußabdruck signifikant reduzieren. Dabei werden neueste Erkenntnisse in die gesamte Wertschöpfung integriert, um die Qualität zu erhöhen und Kosten zu senken. Begleiten Sie uns auf dem Weg zu einer effizienten und ressourcenschonenden Batteriezellproduktion | Laufzeit: 09/2022 - 08/2027

Im Rahmen des Projekts LAENDLE wird ein wegweisendes, lösungsmittel- und PFAS-freies Verfahren zur Trockenbeschichtung für Elektroden von Natrium-Ionen-Batterien entwickelt, das den Herausforderungen der herkömmlichen Nassbeschichtung begegnet. Die IKA-Werke GmbH und das Fraunhofer ISE bringen ihre Expertise in der Maschinenbau- und Batterieforschung zusammen, um eine lokale Wertschöpfung in Baden-Württemberg zu fördern. Der Mehrwert für die Branche liegt in der Reduktion von Produktionskosten und Ressourcenverbrauch bei gleichzeitiger Verbesserung der Umweltverträglichkeit. | Laufzeit: 07/2025 - 06/2027

Im Zuge des Ausbaus von erneuerbaren Stromquellen wird der Bedarf an stationären Speichern erheblich zunehmen, um die steigende Volatilität in der Stromerzeugung durch den fortwährenden Zubau von regenerativen Energiequellen wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen zu minimieren. Dafür bedarf es einer weiteren Steigerung der Attraktivität von elektrochemischen Energiespeichern. Die größten Kritikpunkte sind dabei immer noch die (zu) hohen Anschaffungskosten, insbesondere verursacht durch die hohen Kosten der Batteriezellen sowie die Nachhaltigkeit der Batterien hinsichtlich kritischer Rohstoffe. Alle genannten Aspekte sollen im Vorhaben »StrOboBatt« adressiert werden. Die Aktivmaterialien selbst stehen dabei im Fokus. Ebenso soll die globale Abhängigkeit von bestimmten Rohstoffen durch die genutzten Materialien minimiert und die Nachhaltigkeit der Batteriezellen verbessert werden. | Laufzeit: 06/2024 - 05/2027