Kompetenzcluster FestBatt

Festkörperbatterien sind ein vielversprechendes Konzept zur Weiterentwicklung von aktuell verfügbaren Batterien. Sie sind konventionellen Lithiumionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyten sehr ähnlich und unterscheiden sich von ihnen hauptsächlich dadurch, dass statt des flüssigen Elektrolyten ein fester Elektrolyt oder kurz „Festelektrolyt“ zum Einsatz kommt. Dieser Unterschied trägt maßgeblich dazu bei, dass Festkörperbatterien langfristig höhere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten und mehr Sicherheit bieten können, als konventionelle Lithium-Ionen-Batterien. Der Kompetenzcluster "FestBatt" arbeitet interdisziplinär an der Herstellung, Optimierung, Verarbeitung und Hochskalierung von geeigneten Festelektrolyten für die Batterien der Zukunft.

Festkörperbatterien gelten derzeit als vielversprechende Weiterentwicklung von Lithiumionen-Batterien und kommen gänzlich ohne einen Flüssigelektrolyten aus. Dieser birgt aufgrund seiner Zusammensetzung ein gewisses Risiko, einen Brand im Falle eines Kurzschlusses auszulösen. Ein in Festkörperbatterien stattdessen verwendeter Festelektrolyt hingegen ist nicht brennbar und verringert das Risiko für einen solchen Brand. Er bietet zudem auch weitere Optimierungsmöglichkeiten für Batterien, wie bspw. die Verwendung von Lithiummetall als Elektrodenmaterial. Dies erhöht die Energiedichte von Batterien gegenüber den heute gängigen Lithiumionenbatterien. Vor einer erfolgreichen Kommerzialisierung von Festkörperbatterien müssen jedoch noch sowohl eine Vielzahl von grundlegenden Materialfragen beantwortet, als auch produktionstechnologische Herausforderungen gelöst werden.



Ziel von FestBatt ist, die Basis der Bewertung der neuen Materialien durch Industrie und anwendungsnahe Institute sicherzustellen. Die dafür nötigen Kompetenzen in den Bereichen Entwicklung, Herstellung, Optimierung und Hochskalierung geeigneter Festelektrolyte werden im FestBatt-Cluster gebündelt. Darn arbeiten 21 Gruppen an 12 wissenschaflichen Einrichtungen deutschlandweit. VertreterInnen ausgewählter Industrieunternehmen begleiten das Projekt. Koordiniert wird der Kompetenzcluster durch das Zentrum für Materialforschung (ZfM) der Justus-Liebig-Universität Gießen.

Die Arbeit am HIU konzentriert sich auf die Entwicklung und Untersuchung von Elektrolyten auf Polymerbasis mit fortschrittlicher Ionenleitfähigkeit und elektrochemischer Stabilität, die die Realisierung von Hochenergie- und Hochleistungs-Lithium-Metall-Batterien ermöglichen.

Eingebunden ist das Cluster in das Dachkonzepts des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zur Batterieforschung.

Laufzeit: 2018 bis 2021
Website: www.festbatt.net

Projektleiter am HIU: Dr. Dominic Bresser
Forschungsgruppe: Electrochemical Energy Storage Materials

Projektleiter am HIU: Prof. Dr. Stefano Passerini
Forschungsgruppe: Electrochemistry for Batteries