Batteriematerialien und -zellen

Im Geschäftsfeldthema »Batteriematerialien und -zellen« beschäftigen wir uns mit innovativen und nachhaltigen Materialien und Technologien für Energiespeicher.

Auf einer Laborfläche von etwa 1.140 m² widmen wir uns in interdisziplinären Teams der Entwicklung neuer Materialien, ihrer Veredelung und innovativen Herstellungsverfahren. Unser Fokus erstreckt sich von unterschiedlichen Zellarchitekturen bis zur Prototypenentwicklung. Wir untersuchen verschiedene Zellchemien mit monovalenten (u.a. Lithium- und Natrium-Ionen-Technologie) und multivalenten Ladungsträgern (u.a. Zink- und Aluminium-Ionen-Technologie), als auch Batterietechnologien mit Flüssigelektrolyten und Festkörperelektrolyten, um die vielfältigen Anwendungen von Batterien maßgeschneidert zu adressieren.

Wir setzen uns leidenschaftlich für Nachhaltigkeit ein und arbeiten intensiv daran, energieeffiziente und umweltverträgliche Lösungen zu entwickeln. Diese Bestrebungen sind in all unseren Forschungsaktivitäten verankert und tragen dazu bei, den ökologischen Fußabdruck von Batterien zu reduzieren. Durch eine enge Zusammenarbeit mit den Themenfeldern Produktionstechnologie und Technologiebewertung für Batterien werden unsere Arbeiten durch prozesstechnische und technoökonomische Betrachtungen sowie KI-basierte Zellsimulationen unterstützt. Dies ermöglicht es uns, unsere Forschungsergebnisse in die Praxis umzusetzen und die Zukunft der Energiespeicherung aktiv zu gestalten.

 

 

Arbeitsgebiete

Im Thema »Batteriematerialien und -zellen« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Lithium-Ionen-Technologien

Natrium-Ionen-Technologien

Zink-Ionen-Technologien

Festkörperbatterien

Superkondensatoren

Weitere Arbeitsgebiete zu diesem Thema:

  • Maßgeschneiderte Batteriematerialien, Zellchemien und -designs
  • Wissenschaftliche Beratung zu Batterietechnologien und -materialien

Wissenschaftlich fundierte Expertise zu Batterietechnologien und -materialien

Unsere Services für Batteriezellhersteller umfassen:

  • Evaluation geeigneter Materialien für individuelle Einsatzzwecke
  • Evaluation geeigneter Zellarchitekturen für individuelle Einsatzzwecke
  • Optimierung der Nachhaltigkeit
  • Optimierung von Produktionsprozessen

Sprechen Sie uns an!

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

Zentrum für elektrische Energiespeicher

Unsere Infrastruktur für »Batteriematerialien und -zellen«:

  • Syntheselabor zur Herstellung und Entwicklung von Aktivmaterialien
  • Öfen zur Prozessierung und Veredelung von Aktivmaterialien
  • Durchführung von Elektrolytstudien und deren Optimierung
  • Trockenbeschichtungs- und Lösungsmittel-basierte Elektrodenherstellung
  • Zellbau in unterschiedlichen Prozessatmosphären (Abzug, Trockenraum (DP ‑30°C und DP -50°C) und Glovebox)
  • Elektrochemische Messungen in verschiedenen Zelldesigns
    • Knopfzellen
    • Swagelok Cells
    • El-Cells
    • Pouch-Bag-Cells
    • selbst-entwickelte Zellgehäuse für besondere Anforderungen – in-situ-Messungen von pH-Wert, Temperatur oder Gasentwicklung)
  • Elektrochemische in-situ-Methoden: Raman-Spektroskopie
  • Charakterisierung von Batteriematerialien und Post-Mortem-Analysen von Batteriezellen
 

Neuartige Materialien und innovative Produktions­verfahren für die Batterietechnologie

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

SICOM-LIB

Siliziumkomposit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

 

PRONTO

Produktion von Natrium-Ionen-Batterien in Baden-Württemberg

 

WinZIB2

Weltweit einsetzbares, innovatives Zink-Ionen-Batteriesystem

 

COFFEE

Cobalt freie Festkörperbatterien mit sulfidischen Elektrolyten

 

VORAN

Innovative Natrium-Ionen-Batteriespeicher für stationäre und mobile Anwendungen

 

BEST

Batterie-Elektroden-Herstellung auf Basis eines Trockenbeschichtungsverfahrens

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema »Batteriematerialien und -zellen«