In Baden-Württemberg sollen in wenigen Jahren wettbewerbsfähige Batteriezellen für Heimspeicher und ähnliche Anwendungen produziert werden. So beschreibt das Fraunhofer‑Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) sein neues Forschungsvorhaben.
Gemeinsam mit der Varta Microbattery GmbH arbeiten die Forscherinnen und Forscher an einer neuartigen Batteriezelle, die vollständig ohne giftige oder krebserregende Materialien auskommen soll. Bisher werden in Elektroden häufig auch Stoffe wie Nickel und Kobalt eingesetzt, die umfangreiche Sicherheits- und Schutzmaßnahmen erfordern, wie es in der Mitteilung heißt. „Entfallen sie, wird die Produktion zwangsläufig günstiger“, sagt Johannes Wanner, Geschäftssegmentleiter Batteriesysteme am Fraunhofer IPA.
Im Zentrum des Vorhabens stehe eine Kathode, die auf Fluor, Kobalt und Nickel verzichtet. Das könnte nach Angaben des Instituts etwa eine Lithium-Mangan-Eisen-Phosphat (LMFP)-Kathode sein. Auch Elektrolyt und Binder sollen frei von solchen Stoffen sein. Diese Materialwahl soll nicht nur die Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit verbessern, sondern auch durch vereinfachte Produktion und Recycling Vorteile bringen: Standardbinder wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), als PFAS eingestuft, entfallen, was die Rückführung der Materialien erleichtert und die Recyclingquote steigern kann.
Zusätzlich soll der Ausschuss durch Delamination reduziert werden können. Laut Wanner fallen bei der Batteriezellproduktion bis zu 30 Prozent Ausschuss an, vor allem bei Materialwechseln auf neue Elektrodencoils. Die Technologie sieht vor, fehlerhafte Beschichtungen auf Elektroden nachträglich abzulösen und zu ersetzen, womit Prozesskosten und Umweltbelastung verringert werden sollen.
Die Forschung findet am „Zentrum für Digitalisierte Batteriezellproduktion (ZDB)“ am Fraunhofer IPA statt, in dem bereits eine Produktionslinie für zylindrische Batteriezellen aufgebaut wurde. Die Skalierung der nachhaltigen Hochenergie-Rundzelle ist bis Ende 2028 geplant. Das Projekt trägt den Namen „Nachhaltige Hochenergie-Rundzelle für Baden-Württemberg“ und läuft noch bis zum 31.12.2028. Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden‑Württemberg fördert die Forschung mit rund zwei Millionen Euro. Varta steht als sogenannter assoziierter Partner dem Projekt bei.
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LFP und LMFP Akkus die frei von den genannten Stoffen sind gibt es doch bereits schon. LMFP wird wenn ich mich richtig erinnere in Amerika von Ford bereits genutzt.
Woran forschen wir deutschen wieder?