MAVO LiScell

Überblick

Funktionsprinzip einer Lithium-Schwefel-Batteriezelle
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

Funktionsprinzip einer Lithium-Schwefel-Batteriezelle

Thermische Charakterisierung einer Pouchzelle
© Foto Fraunhofer IVI Dresden

Thermische Charakterisierung einer Pouchzelle

Die effiziente Speicherung elektrischer Energie ist der Flaschenhals für alle mobilen elektronischen Anwendungen. Gewicht und Kosten pro kWh Speicherkapazität der Batterie begrenzen maßgeblich den Einsatzbereich eines Produktes. Für die Elektromobilität verursacht der Speicher zum einen den Großteil der Gesamtkosten des Fahrzeugs, obwohl durch die Lithium-Ionentechnologie die Reichweite von Voll-Elektroautos bislang auf ca. 150 km beschränkt ist. Dementsprechend groß ist der Bedarf an neuen Speichern mit höherer Energiedichte und geringen Kosten.

Neben Lithium-Luft-Systemen, die noch Gegenstand der frühen Grundlagenforschung sind, wächst das Interesse an Lithium-Schwefel-Batterien (kurz: Li-S). Spezifische Energiedichten von über 600 Wh/kg werden für Li-S-Zellen zukünftig erwartet und zugleich wird das teure Kathodenmaterial der Li-Ionen-Zellen durch kostengünstigen, ungiftigen und nahezu unbegrenzt verfügbaren Schwefel abgelöst. In bisherigen Entwicklungen zu Li-S-Batterien werden überwiegend Li-Metallanoden eingesetzt, die maßgeblich für die geringe Lebensdauer und Sicherheitsrisiken dieses Zelltyps verantwortlich sind.

Projektziele

Lithium-Schwefel-Pouchzelle
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

Lithium-Schwefel-Pouchzelle

Im Rahmen der MAVO LiScell sollen Batteriezellen auf der Basis von neuer Kathoden, Elektrolyten und Anoden entwickelt werden. Neben der Materialentwicklung werden skalierbare Herstellungsverfahren für Anoden und Kathoden als Rollenware betrachtet.

Speicherdichten von > 400 Wh/kg, eine hohe Ladezyklenstabilität von über 1000 Zyklen und eine hohe intrinsische Zellsicherheit werden für diesen Zelltyp angestrebt. Die zugrundeliegenden Herstellungsprozesse für die Komponenten als auch das gesamte Modul sollen dabei das Potenzial für wettbewerbsfähige Modulkosten aufweisen.

Projektlaufzeit

01.06.2014 - 31.05.2017