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Pilotherstellung von neuen Batterieelektroden.
P.Avavian / CEA

Pilotherstellung von neuen Batterieelektroden.

ECO COM'BAT ist eine EU-geförderte Projektgruppe, die von April 2016 bis Dezember 2018 zusammengearbeitet hat, um ressourcenschonende und leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Das vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) koordinierte Projekt mit zehn Partnern aus Industrie und Forschung konnte erfolgreich abgeschlossen werden.

Elektromobilität stellt hohe Anforderungen an Batterien bezüglich der Reichweite, Lebensdauer, Sicherheit sowie Ladezeit und bedeutet aufgrund der steigenden Nachfrage nach Lithium-basierten Autobatterien einen erhöhten Ressourcenbedarf.

„Die Hauptaufgabe des ECO COM'BAT-Projekts bestand darin, konventionelle, oft teure, seltene oder sogar kritische Materialien wie Kobalt in den Elektroden und Fluor im Elektrolyten zu ersetzen“, so Projektkoordinator Dr. Andreas Bittner vom Fraunhofer ISC.

Deutlich verringerter Kobalt- und Fluorbedarf

ECO COM'BAT konnte den Kobaltgehalt um etwa 20 Prozent und den Fluorgehalt im Elektrolyten um zwei Drittel verringern. Hierfür wurde Ormocer®-beschichtetes, kobaltarmes NMC 622 und ein spezieller Hochspannungselektrolyt auf Basis des Leitsalzes Lithium-Bis(fluorsulfonyl)imid (LiFSI), an die Batterieanforderungen angepasst und optimiert. Auch die Energie- und Leistungsdichte konnte durch den Einsatz von strukturgebenden Additiven deutlich erhöht werden. Die Materialien wurden in gängigen Pouchzellen verarbeitet. Diese konnten im Vergleichstest eine bis um die Hälfte erhöhte Zyklenstabilität (bei 4,3 V) als industrielle Referenzproben zeigen.

Die im Projekt entwickelten Materialien sowie ein dafür ausgearbeitetes Recyclingkonzept wurden ausführlich getestet, um wichtige Ressourcen wie Nickel, Kobalt, Graphit und Lithium besser recyclen zu können und ein hohes Maß an Nachhaltigkeit zu erreichen. Die verschiedenen im Projekt entwickelten und getesteten Batteriematerialien weisen laut dem Fraunhofer ISC hervorragende Leistungs- und Verarbeitungseigenschaften auf und könnten schnell in einen produktionsnahen Maßstab hochskaliert werden. Mehr Informationen zum Projekt ECO COM'BAT finden Sie hier.

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