LithiumIonen Batterien

Forscher des Ulmer Helmholtz-Instituts haben jüngst die Entwicklung einer neuartigen Natrium-Ionen Batterie vorgestellt. Natrium-Ionen Batterien gelten als aussichtsreiche Speichertechnologie, da sie nicht nur deutlich leistungsstärker als Nickel-Metallhydrid- oder Bleisäure-Akkus sind, sondern auch als kostengünstige Alternative zur Lithium-Ionen Technologie gelten. Dem Team um Forschungsgruppenleiter Professor Dr. Stefano Passerini und Dr. Daniel Buchholz ist nun ein bedeutender Schritt in der Entwicklung von Aktivmaterialien für Natrium-basierte Energiespeichersysteme gelungen.

Wissenschaftlern am Forschungszentrum Jülich ist es gelungen eine Festkörperbatterie zu entwickeln, die deutlich schneller aufgeladen werden kann als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.

Die Lithium-Ionen-Speichertechnologie ist in zahlreichen Anwendungen verbreitet, stößt aber insbesondere im Bereich Elektromobilität an Kapazitätsgrenzen. Ein neues Forschungsprojekt arbeitet an der nächsten Generation von Lithium-Ionen-Akkus, die leistungsfähiger und sicherer werden sollen.

Northvolt plant eine Batterie-Gigafactory in Heide in Schleswig-Holstein. Die „Northvolt Drei“ soll eine jährliche Produktionskapazität von bis zu 60 GWh haben und im Jahr 2025 mit der Produktion starten.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vermeldet einen neuen Erfolg in der Batterieforschung: mit dem von den Wissenschaftlern entwickelten neuen Beschichtungsverfahren sei die bislang schnellste Produktion von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien gelungen. Außerdem soll das Verfahren die Qualität der Elektroden verbessern und die Produktionskosten reduzieren.

Millionen Tonnen Lithium werden weltweit jedes Jahr für die Produktion von Litihum-Ionen-Batterien für Smartphones und E-Autos gefördert – bislang überwiegend in Chile, Argentinien und Australien. Ein neues Verfahren von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) soll nun auch hierzulande einen wirtschaftlichen Abbau ermöglichen.

Die Volvo Car Group sichert sich Akkus für seine kommenden Elektroautos: der Autohersteller hat mit den Batterieherstellern CATL und LG Chem langfristige Vereinbarungen über die Lieferung von Lithium-Ionen-Batterien für die nächste Generation von Volvo und Polestar Modellen getroffen.

Günstiger, leistungsfähiger und sicherer als herkömmliche Lithium-Ionen Batterien: Das erhoffen sich Forscher von neuartigen Magnesium Batterien. Um die Entwicklung dieser Batterien voranzutreiben, hat die EU dass Forschungsprojekt E-Magic aus der Taufe gehoben. Beteiligt sind neben dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) neun weitere internationale Wissenschaftsinstitutionen.

Wenn der Markt für Elektromobilität in Deutschland wie erhofft in Schwung kommt, könnten alte Lithium-Ionen-Akkus schon 2025 rund 25 Gigawattstunden (GWh) Strom aus dem öffentlichen Netz stationär zwischenspeichern – das entspricht etwa der Hälfte der aktuell in allen deutschen Pumpspeicher-Kraftwerken gespeicherten Energie.

Heute fiel in Baden-Württemberg der Startschuss für ein neues Forschungsprojekt, welches die Produktion von Elektroauto-Batterien effizienter machen soll. Das auf den Namen „DigiBattPro4.0“ getaufte Projekt wurde offiziell von Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut, der baden-württembergischen Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau auf einer Pressekonferenz vorgestellt.

An der Technischen Universität Wien wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Hasselt in Belgien eine Messmethode entwickelt, durch die es möglich werden soll, die Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Akkus deutlich zu vergrößern. Das Messgerät soll dabei helfen, das bisher in die Akkus eingebaute Graphit durch Silizium zu ersetzen.

Auf dem 10. Battery Experts Forum der Batteryuniversity, das vom 05. bis 07. April in der Stadthalle Aschaffenburg stattfinden wird, werden über 40 Referenten über neueste Trends in der Batterietechnologie informieren. Die Teilnehmer soll ein noch umfangreicheres Programm als in den Vorjahren erwarten: Erstmals soll die Kongressveranstaltung mit angeschlossener Fachausstellung und abendlichem "Come together" mit 5 zusätzlichen Parallel Sessions aufwarten, in denen die Themen Zellendesign und neue Materialen, Zellen- und Batterietests, Lebensdauer und -sicherheit, Hochvolt-Systeme  und Elektromobilität in jeweils mehreren aufeinander folgenden Fachvorträgen verschiedener Experten besonders intensiv behandelt werden.

Mit dem erwarteten rasanten Zuwachs an Elektrofahrzeugen in den kommenden Jahren steigt auch der globale Bedarf an Batterien. Dies wird nach Zahlen des Öko-Instituts notwendige Jahreskapazitäten von bis zu 6.600 Gigawattstunden nach sich ziehen, für deren Produktion rund 220 Gigafabriken nötig seien. Im Rahmen des Forschungsprojektes „Fab4LiB“, welches von der TerraE Holding geleitet wird, hat das Öko-Institut nun den Rohstoffbedarf der Schlüsselmaterialien für Lithium-Ionen-Zellen bis 2050 berechnet.

Der Markt für Batterien wächst rasant. Aber die dafür notwendige Rohstoffgewinnung wird derzeit vor dem Hintergrund sozio-ökologischer Fragen sowie Sorgen um Lieferengpässe kontrovers diskutiert. Dr. Doris Schüler vom Öko-Institut fasst mit Blick auf Lithium und Kobalt bestehende Herausforderungen und Entwicklungen zusammen.

Unter der Leitung des Fraunhofer FuE-Zentrums Elektromobilität des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg analysieren Wissenschaftler und Entwickler verschiedener Einrichtungen und Unternehmen in dem Projekt "ReViSEDBatt" mechanische Schadensmechanismen im Bereich Lithium-Ionen-Akkus.

Das deutsch-kanadische Unternehmen Rock Tech plant im brandenburgischen Guben eine große Lithium-Raffinerie. Ab 2024 sollen dort jährlich rund 24.000 Tonnen des Rohstoffs zu Lithiumhydroxid weiterverarbeitet werden. Damit könne der Bedarf von rund 500.000 Elektrofahrzeugen gedeckt werden. 470 Millionen Euro will Rock Tech in den Bau der Anlage investieren.

Der Gewerbespeicherhersteller Tesvolt aus Lutherstadt Wittenberg hat zusammen mit Samsung SDI eine Hochvoltbatterie entwickelt, die sich dank einer neuartigen Zelltechnologie durch einen hohen Sicherheitsstandard und eine lange Lebensdauer auszeichnen soll. In der Batterie verbaut werden die neuen prismatischen Lithiumzellen auf Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide-Basis von Samsung SDI, auf die bspw. auch BMW setzt.

Toyota will mit der Entwicklung einer neuen Analysemethode die Voraussetzung geschaffen haben, die Reichweite von Elektroautos um bis zu 15 Prozent zu steigern. Nach Angaben des Automobilkonzerns soll es die weltweit erste Methode sein, mit der das Verhalten von Lithium-Ionen beim Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien in Echtzeit beobachtet werden könne.

Entwickler von Bosch und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) arbeiten an Verfahren, die es ermöglichen sollen, Lithium-Ionen-Batterien schneller zu befüllen, was wiederum den Herstellungsprozess beschleunigen würde. Offenbar ist den Forschern mithilfe von Neutronen ein Durchbruch gelungen.

Die Chemikerin Dr. Jennifer Ludwig von der Technischen Universität München (TUM) hat für ihre Arbeit an einem neuen Verfahren zur Herstellung von Lithium-Kobaltphosphat den Evonik Forschungspreis erhalten. Als Hochvolt-Kathodenmaterial kann es zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Akkus führen.