E-Mobilität Festkörperbatterie: Hochschule Landshut beteiligt sich an Forschung

Von Sven Prawitz

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Die Hochschule Landshut ist Teil des BMBF-Kompetenzclusters für Festkörperbatterien. Geforscht wird an neuen Konzepten für kostengünstige und sichere Zellen und deren Serienproduktion.

Nissan entwickelt ebenfalls eine Feststoffbatterie. Die Kosten sollen perspektivisch bei 65 US-Dollar pro Kilowattstunde liegen.
Nissan entwickelt ebenfalls eine Feststoffbatterie. Die Kosten sollen perspektivisch bei 65 US-Dollar pro Kilowattstunde liegen.
(Bild: Nissan)

Die Hochschule Landshut beteiligt sich an der Forschung für Festkörperbatterien. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in der zweiten Phase des Kompetenzclusters „FestBatt“ mit rund 23 Millionen Euro verschiedene Projekte rund um den neuen Batterietypen.

Das Projekt „FB2-POLY“ wurde als eines der Projekte ausgewählt, die in den nächsten drei Jahren vom BMBF gefördert werden. Gemeinsam mit dem Helmholtz-Institut Münster, dem Helmholtz-Institut Ulm und dem Karlsruher Institut für Technologie wollen die Landshuter Forscher am Technologiezentrum Energie (TZE) neue Konzepte für leistungsfähige und sichere Batterien mit Feststoffen auf Polymerbasis entwickeln. Das TZE befindet sich in Ruhstorf an der Rott (Landkreis Passau, Bayern) und ist ein Teil der Hochschule Landshut.

Festkörperbatterie mit neuem Zelldesign

Ein Prototyp der Feststoffzelle.
Ein Prototyp der Feststoffzelle.
(Bild: Hochschule Landshut)

Im Projekt „FB2-POLY“ wollen die Forscher Elektrolyte auf der Basis von Polymeren wie beispielsweise Kunststoffen optimieren. Bisher sei noch kein geeigneter Werkstoff gefunden worden, „denn viele feste Stoffe hemmen den Stromfluss“, sagt Prof. Karl-Heinz Pettinger, wissenschaftlicher Leiter des TZE. Ziel sei es, die Lebensdauer und Leistung von Batterien zu verbessern.

Die Hochschule Landshut übernimmt dabei unter anderem die Entwicklung einer lithiumfreien Anode, basierend auf der Technik des Elektrospinnings. Hierbei bildet sich die Lithium-Anode erst während des Aufladens ausgehend von dem Lithium aus der Kathode und löst sich beim Entladen wieder auf. Mit diesem Konzept soll die theoretisch maximale Energiedichte genutzt werden. Außerdem werde durch die Verwendung einer lithiumfreien Anode die Produktionskosten für Batterien erheblich gesenkt, da die Verarbeitung von metallischem Lithium komplexe Prozesse erfordert.

Industrie soll Ergebnisse nutzen

Das Landshuter Team versucht zudem, die Laminierungstechnik für den Aufbau und die Verbindung von Festkörperbatterien mit einem Polymer als Elektrolyt zu nutzen. So soll dieses Verfahren in die Massenproduktion überführt werden.

Am Ende des Projekts wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Kompetenzclusters Materialien bereitstellen, die Deutschland befähigen, in Zukunft führend im Bereich der Batteriespeicher zu werden. Im Austausch mit der Industrie entwickeln sie Strategien, die im Rahmen einer Pilotfertigung angewendet werden sollen. Dabei wollen die Forscher von Anfang an die späteren Bedürfnisse der Industrie berücksichtigen.

Der chinesische Zulieferer Svolt hat diese Woche gemeldet, erste Prototypen einer Festkörperbatteriezelle fertigen zu können. Die Zellen sollen eine Kapazität von 20 Ah haben und hätten bereits mechanische und thermische Tests, sogenannte Abuse-Tests, bestanden. In China und Japan forschen einige Unternehmen an der speziellen Batterietechnik; eine Zusammenfassung gibt es hier.

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