SICOM-LIB – Siliziumkomposit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Die Duisburger PCC Thorion GmbH und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE arbeiten im Projekt »Silicon Composite Anode Materials for Lithium Ion Batteries« (SICOM-LIB) zusammen. Ziel ist die Entwicklung eines Silicium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffs zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Batterien. Silicium bietet eine mehrfach höhere Energiedichte als der üblicherweise als Anodenaktivmaterial verwendete Graphit und erhöht daher die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien erheblich. Dies ermöglicht deutlich höhere Reichweiten und kürzere Ladezeiten von Elektroautos. Durch die Fertigung des Rohstoffs Silicium in Europa und mit Grünstrom verbessert sich zudem der ökologische Fußabdruck der Batterie.

Die PCC Thorion GmbH und das Fraunhofer ISE haben Anfang 2022 ihre langfristige Forschungs- und Entwicklungskooperation für ihren Silicium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff als Anodenaktivmaterial in Lithium-Ionen-Batterien begonnen. Als Ausgangsmaterial nutzen die beiden Partner Silicium, das die PCC-Konzerntochter PCC BakkiSilicon hf. in Island nachhaltig und klimafreundlich zu 100 Prozent mit grünem Strom herstellt. Das Siliciumausgangsmaterial wird von der PCC Thorion weiter zu Pulver verarbeitet und mit Feinheiten im Nanometerbereich in eine vom Fraunhofer ISE entwickelte Silicium-Kohlenstoff-Verbundtechnologie integriert.

Das Aktivmaterial ist so konzipiert, dass es als Drop-in-Ersatz für den standardmäßig als Anodenmaterial verwendeten Graphit sukzessive in bereits bestehende Zellproduktionslinien eingesetzt werden kann. Dabei sorgt die höhere Energiedichte des Silizium-Kohlenstoff-Materials auch für geringere spezifische Produktionskosten. Die beiden Kooperationspartner PCC Thorion und Fraunhofer ISE wollen die Marktreife für diese Lösung kurzfristig erreichen.