Fraunhofer startet Entwicklung von leistungsfähiger Hochvoltbatterie

Elf Partner aus Industrie und Forschung wollen im Rahmen eines Forschungsprojekt unter der Koordination der Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS eine neue Hochvolt-Variante von Lithium-Ionen-Batterien entwickeln. Dies teilte das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung am Mittwoch mit.

Die neue Batterie soll nicht nur besser für die Elektromobilität geeignet sein, sondern auch auf kritische Rohstoffe wie Seltene Erden weitgehend verzichten. Nach Angaben des Forschungsinstituts liefert die Batterie mit einer Elektrode  aus Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid die gleiche Energiedichte wie herkömmliche Lithium-Batterien bei rund 20 Prozent weniger Kobalt.

Als Leitadditiv diene eine Kombination aus Carbon-Nanotubes und porösem Kohlenstoff. Diese solle die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden verbessern und die hohe Energiedichte ermöglichen. Als Elektrolyt wird ein spezieller Hochvoltelektrolyt basierend auf dem Leitsalz Lithium-Bisfluorosulfonylimide eingesetzt, der auch bei hohen Spannungen stabil betrieben werden kann, wie das Forschungsinstitut weiter mitteilt. Eine ionenleitfähige Beschichtung aus besonderen Hybridpolymeren schütze die Elektrolytmaterialien und solle für hohe Sicherheit, Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer der Batterie sorgen.

Ein weiteres Ziel des Projektes sei, die Produktionsprozesse an die industrielle Massenanfertigung anzupassen und dabei energie- und kostengünstige Produktionsmethoden zu berücksichtigen. Weiterhin solle auf Nachhaltigkeit bei der Hochvoltbatterie geachtet werden. Das Forschungsinstitut betonte, dass aufgrund der wachsenden Zahl der Elektroautos, auch mehr Altbatterien anfallen. Um Müll zu vermeiden und die Wiederverwendung der wertvollen Batteriematerialien zu gewährleisten, solle schon bei den Prototypen auf ein recyclingsgerechtes Design geachtet und innovative Recyclingverfahren erprobt werden.

Nach Angaben von Frauenhofer wird das Projekt ECO COM’BAT vom Konsortium EIT RawMaterials des Europäischen Instituts for Innovation und Technologie EIT finanziert. Innovative Materialien für die Hochvoltbatterie liefere Arkema aus Frankreich, Umicore aus Belgien und das Fraunhofer ISC. Die Elektroden und Zellen fertige das französische Energieforschungsinstitut CEA, der deutsche Hersteller Custom Cells Itzehoe und das Fraunhofer F&E-Zentrum Elektromobilität Bayern, Teil des ISC, nach Vorgaben des französischen Batterieherstellers Saft. Die Analyse und Charakterisierung der Materialien, Komponenten und Zellen übernehme die TU Darmstadt, das spanische Forschungsinstitut CSIC, das italienische Forschungsinstitut ENEA, das Fraunhofer ISC und dessen Projektgruppe IWKS. Die Betriebssimulation führe das flämische Forschungsinstitut VITO durch und die Tests zu neuen Recyclingverfahren werde von der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS geleitet.