Elektrodenentwicklung

Gruppe

Bipolarbatterie EMBATT

Thema

Konzept der EMBATT-Bipolarbatterie.

FESEM-Aufnahme einer bipolaren LFP/LTO-Elektrode.

Mit der EMBATT-Technologie verfolgt das Fraunhofer IKTS gemeinsam mit industriellen Partnern ein bipolares Batteriekonzept, um auf Basis konventioneller Li-Ionen-Aktivmaterialien Energiedichten von über 450 Wh/l auf Systemlevel zu erzielen und damit die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu steigern. Die Besonderheit des bipolaren Aufbaus besteht darin, dass beide Elektroden auf dieselbe Durchleiterfolie appliziert und dadurch direkt übereinander gestapelt sowie elektrisch in Reihe geschaltet werden können. Im Vergleich zum monopolaren Aufbau entfällt damit ein großer Teil der Verpackungs- und Verbindungsmaterialien und die Batterie erreicht höhere Systemspannungen.

Bipolare Elektrodenfolien unterscheiden sich im Vergleich mit konventionellen Elektroden durch ihre verschiedenartigen Materialien und bedingen eine spezielle, hochgenaue Prozessierung. Durch den Stapelaufbau und die Reihenschaltung stellt das Konzept hohe Qualitätsanforderungen an die Beschichtungstechnik und erfordert ein exaktes Balancing. Innerhalb der Arbeitsgruppe werden beidseitig beschichtete Elektroden mit dem Materialsystem LFP/LTO bis zur Beschichtungsbreite vom 300 mm im Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt und innerhalb der Arbeitsgruppe »Zellkonzepte« zu bipolaren Labortestzellen verbaut. Um die Energiedichte der EMBATT-Batterie weiter zu erhöhen, wird aktuell gezielt an der Einführung neuer Elektrodenmaterialien mit höherer Kapazität geforscht.