Einsatz von Kathodenmaterial für sichere Batterietechnologie

Kathodenmaterial für Batterien

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Der Forschungsverbund Elektromobilität (Forelmo) hat eine sehr gut beherrschbare und zuverlässige Li-Ionen-Zellen mit hoher Strombelastbarkeit entwickelt. Dabei führt der Weg weg von hochriskanter Chemie mit Graphit und hochnickelhaltigen Kombinationen, hin zu weniger brennbarem Lithium-Eisenphosphat und Lithium-Titanat. Forelmo wurde von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert, um sich mit dem Themenbereich “Batteriesysteme” mit der Material- und Fertigungsoptimierung für Lithium-Ionen-Zellen mit dem Kathodenmaterial Lithium-Eisenphosphat zu beschäftigen.

Die Forschungsergebnisse von Forelmo besagen, das Lithium-Eisenphosphat, das Kathodenmaterial mit minimalem Brandrisiko, nun in normalen Produktionsprozessen zum Einsatz kommen kann. Hier stand man vor der Forschung des Verbundes noch vor dem Problem die Entscheidung treffen zu müssen, ob man nun schnell oder sicher produzieren möchte. Quasi die Wahl zwischen weniger effizienten Produktionsprozesse mit sicheren Zellen oder hoch wirtschaftlich mit risikoreicheren Zellen. Zukünftig soll nun eben beides möglich sein: eine effiziente und sichere Produktion mit Kathoden mit minimalem Brandrisiko. Wie dies genau in der Praxis funktioniert führt dieser Artikel von all-electronics im Detail aus.

Neben der optimierten Fertigungsprozesse war ein zweites Ziel der Forschungsgruppe einen schnelleren Prozess der Elektrolytbefüllung zu ermöglichen. Derzeit fällt hierfür bei normalen Automotivzelle für Elektroautos ein Zeitaufwand zwischen einer und acht Stunden an. Mit dem neu entwickelten Verfahren des Forelmo-Teams soll das Befüllen einer Zelle in nur einer Minute möglich sein.

Eine Optimierung in diesem Umfang bedeutet eine erhebliche Zeitreduzierung und Anlagenoptimierung. Bei der Produktion von einer Millionen Zellen etwa werden 4200 Batteriezellen pro Tag befüllt, verringert man die Zeit nun von acht Stunden auf bis zu eine Minute, ist der Durchsatz pro Tag deutlich höher. Zukünftige Werksplanungen kommen dank des höheren Durchsatzes mit einer Elektrolytbefüllstraße aus, statt fünf wie bisher nötig. Was sich natürlich positiv auf die Höhe der Investitionen auswirkt.

Aktuell läuft ein Folgeantrag beim Bayerischen Wirtschaftsministerium namens „Coatemo“ zum Coating von Elektrodenmaterialien für die Elektromobilität. Graphen und weitere High-Tech-Materialien sollen dank dieser Forschung bald noch effektiver für die Elektromobilität einsetzbar sein.

Quelle: all-electronics.de – Kathodenmaterial für sichere Batterietechnologie

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