Auf der Festkörperbatterie ruhen die Hoffnungen.
Bild: © FZ Jülich

Die Batterie der Zukunft entwickeln

Unis und Forschungseinrichtungen arbeitet in „FestBatt“ an Konzepten zu Festkörperbatterien

Auf Festkörperbatterien ruhen viele Hoffnungen, vor allem für die Elektromobilität. Der Batterietyp kommt ohne brennbaren Flüssigelektrolyten aus und verspricht kürzere Ladezeiten sowie eine höhere Energiedichte als die derzeit gängigen Lithium-Ionen-Batterien. Doch bis zur Marktreife gibt es noch viel zu tun.

14 Forschungseinrichtungen kooperieren

Um die Material- und Prozesstechnologie weiterzuentwickeln, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Kompetenzcluster „FestBatt“ eingerichtet, das mit knapp 16 Mio. Euro für eine dreijährige Phase gefördert wird. Beteiligt sind 14 wissenschaftliche Einrichtungen: Universitäten, darunter die koordinierende Justus-Liebig-Universität Gießen, Helmholtz-Zentren wie das Forschungszentrum Jülich und Institute der Fraunhofer-Gesellschaft.

„FestBatt“ besteht aus fünf Verbundprojekten: drei Material- und zwei Methodenplattformen. Zunächst sollen grundlegende Materialfragen geklärt sowie stabile und hochwertige Festelektrolyte hergestellt und elektrochemisch charakterisiert werden. Dies dient Industrieunternehmen und anwendungsnahen Instituten als Grundlage für eine Bewertung der verschiedenen Konzepte. Im nächsten Schritt soll  die Entwicklung von Festkörperbatterien bis hin zum Bau von Vollzellen auf der Basis dieser Elektrolyte im Mittelpunkt stehen.

Lange Lebensdauer deutet sich an

Das Forschungszentrum Jülich ist mit unterschiedlichen Aktivitäten beteiligt und erhält Förderungen von insgesamt 3,85 Mio. Euro. Seine Wissenschaftler leiten zwei der insgesamt drei Materialplattformen, die sich mit verschiedenen Klassen von Festelektrolyten beschäftigen. Die Verwendung eines festen Elektrolyten bringt mehrere Vorteile mit sich: Die Zellen können bei Unfällen und Defekten nicht auslaufen oder – wie gängige Lithium-Ionen-Batterien – in Brand geraten. Zudem sind sie deutlich weniger temperaturempfindlich, was eine lange Lebensdauer erwarten lässt.

Auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist mit mehreren Instituten beteiligt und erhält in der ersten Projektphase über drei Jahre Fördermittel von 3,95 Mio. Euro. So koordiniert das KIT eine Methodenplattform zur elektrochemischen Charakterisierung, die eine Auswahl leistungsfähiger Materialkombinationen liefern soll. (wa)