Mobile Energiespeicher und Elektrochemie

Die Abteilung bündelt die Kompetenzen des Fraunhofer IKTS im Bereich der Elektrochemie und Entwicklung für mobile elektrochemische Energiespeicher.

Im Bereich mobiler Energiespeicher stehen konventionelle Lithium-Ionen-Batterien und Batterien der nächsten Generation im Fokus. Letzteres umfasst beispielsweise Festkörperbatterien auf Basis von Lithium- oder Natriumchemien, aber auch multivalente Systeme und Zellen in bipolarem Aufbau.

Wesentliche Fragestellungen liegen im fundierten Verständnis von Materialeigenschaften, Mikrostruktur, Zellaufbau und elektrochemischen Eigenschaften der Batteriezellen. Hierfür kommt eine große Bandbreite von elektrochemischen Methoden zum Einsatz, die für spezifische Fragestellungen weiterentwickelt werden.

Für Fertigungsprozesse solcher Batterien werden neue Prozesse und ein Verständnis der Wertschöpfungsketten benötigt. In Kooperation mit werkstofflich und technologisch orientierten Arbeitsgruppen kann im »Applikationszentrum Batterietechnologie« die gesamte Wertschöpfungskette für die Energiespeicherentwicklung, -fertigung und -produktion dargestellt werden. Prozessbegleitend erfolgt die Entwicklung von Inline-Prüfverfahren. Ein Schwerpunkt liegt auch auf der Charakterisierung des Betriebs-, Fehler- und Langzeitverhaltens von Batterien.

Die effiziente Nutzung und das Recycling von anorganischen Primär- und Sekundärrohstoffen sind wichtige Bausteine einer zukünftigen Kreislaufwirtschaft für Batterien und andere Komponenten der Energiewende. Daher werden auch Methoden für das recyclinggerechte Design, die Aufbereitung in Recyclingprozessen und Wiederverwertungsoptionen entwickelt. Hierfür steht das »Applikationszentrum Stoffliches Recycling« zur Verfügung.

Kernkompetenzen

• Elektrochemische Charakterisierung von Supercaps und Batterien
• Entwicklung und Bewertung von Zellkonzepten konventioneller Batterien und Festkörperbatterien
• Prozess- und Materialentwicklung für Batterien vom Labor- bis in den Technikumsmaßstab
• Recyclinggerechtes Design und Recyclingprozesse

Leistungsangebot

• Elektrochemische Charakterisierung von Batteriematerialien und -komponenten
• Entwicklung, Herstellung und Untersuchung von Batterieelektroden
• Entwicklung, Technologiebewertung und Beratung zu Zellkonzepten
• Upscaling von Laborprozessen und Technologietransfer
• Post-mortem-Analyse von Batteriezellen
• Machbarkeitsstudien und Beratung im Bereich der Prozessentwicklung und -skalierung
• Kreislaufführung von Batteriekomponenten