Die Bundesregierung will neben der lokalen Massenproduktion von aktuellen Batterie-Technologien auch Energiespeicher der nächsten Generation forcieren. Dazu geht der Kompetenzcluster für Festkörperbatterien „FestBatt“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in die zweite Förderphase.
Festkörperbatterien gelten als mögliche Weiterentwicklung der heute gängigen Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigen Elektrolyten. Festkörperbatterien kommen ohne solche brennbaren Bestandteile aus und versprechen neben mehr Sicherheit höhere Energiedichten sowie kürzere Ladezeiten. Allerdings sind eine Reihe technologischer Herausforderungen auf dem Weg zur Kommerzialisierung und Massenproduktion noch ungelöst. Hier setzt der vom BMBF geförderte Kompetenzcluster FestBatt an.
Die an der Förderphase beteiligten Forscher haben in einem ersten Schritt die wissenschaftlichen Grundlagen der Synthese von Festelektrolyten als Kernkomponente von Festkörperbatterien erarbeitet. Im Mittelpunkt der zweiten Phase steht nun die Entwicklung von Zellkomponenten und ganzen Festkörperbatteriezellen auf der Basis dieser Elektrolyte und der dafür notwendigen Material- und Prozesstechnologie. Hierfür setzt das BMBF die Förderung von FestBatt ab Ende 2021 mit insgesamt rund 23 Millionen Euro für weitere drei Jahre fort.
Der Kompetenzcluster FestBatt besteht in der zweiten Phase aus neun Verbundprojekten, die sich in drei Zell- und vier Querschnittsplattformen einordnen sowie einem übergeordneten Begleitprojekt. Für die fachliche Ausrichtung und Weiterentwicklung des Clusters ist ein Managementkreis mit Experten aus Industrie und Wissenschaft verantwortlich, der vom Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterien (KLIB) unterstützt wird.
FestBatt ist Teil des Dachkonzepts „Forschungsfabrik Batterie“ des Bundesforschungsministeriums, dessen Ziel die technologische Souveränität Deutschlands in der Batterietechnologie ist.
alupo meint
Bei den Feststoffzellen wird reines Lithiummetall als Anode verwendet.
Im Gegensatz zu den mir bekannten Metallen die langsam und unmerklich oxidieren (rosten), brennt Lithium explosionsartig sofort wenn es mit Sauerstoff (aus der Luft) in Verbindung kommt. Es befarf dazu keiner externen Zündquelle.
Ich finde diese Forschungsrichtung gut, aber das Wort unentzündbar im Zusammenhang mit einer lithiumbasierten Feststoffzelle ist m.M.n. gelogen. Aber sicherer als ein Verbrenner wird sie immer sein, aber das ist auch leicht zu erreichen.
Aus heutiger Sicht würde ich dabei aber keine Pouchzellen akzeptieren. Nur eine dünne Plastikfolie um den Kontakt der Lithiummetallanode mit Luftdauerstoff zu verhindern wäre mir auch im Auto deutlich zu riskant. Der ein oder andere kann sich vielleicht an den Versuch im Chemieunterricht erinnern, bei dem der Chemielehrer mit einer Zange ein winziges Lithiumplättchen aus dem Wasser nahm. Das Lithium verbrannte explosionsartig auf der Stelle, ohne Verzögerung.
Es wäre schön, wenn man bis 2030 einen funktionierenden Feststoffakku vorweisen könnte. Ob dieser günstig ist wage ich zu bezweifeln. Aber ich hoffe auf viele Forschungsdurchbrüche damit er ab 2030 doch nicht nur im Porsche Taycan oder im Tesla Roadster eingesetzt wird.
Günter meint
Entfernt. Bitte bleiben Sie sachlich. Danke, die Redaktion.
Günter meint
Feststoffbatterien sind seit 10 Jahren ein Hype
……….
alles ist ein hype! Als das Motorola DynaTAC 8000X auf den Markt kam, dachten alle: So das war es nun, darauf hat die Welt gewartet. Ende Gelände, mehr braucht kein Mensch. Endlich kann man unterwegs telefonieren…
und heute? Haben wir Wischphones mit der 1.000 fachen Rechenleistung von Saturnraketen (um Katzenvideos anzuschauen *gg )
Shullbit meint
Feststoffbatterien sind seit 10 Jahren ein Hype, der angeblich immer ganz, ganz kurz vor der Serienreife steht. Nächstes oder übernächstes Jahr sollen immer Serienfahrzeuge damit auf den Markt kommen. Und sie kommen und kommen und kommen nicht, weil die ganzen kleinen Firmen auf dem Gebiet vor allem heiße Luft produzieren, um weiter Investorengelder zu bekommen und weil selbst große Firmen wie Toyota anscheinend daran scheitern und die eigenen Vorhersagen verfehlen.
Ich glaube mittlerweile, das nicht Lithium-Feststoffbatterien sondern Natriumbatterien das „the next big thing“ sind. Die Eigenschaften sind sehr ähnlich zu LiFePo-Batterien: Enorm zyklenfest, kein thermisches Durchgehen. Natrium ist quasi endlos vorhanden, billig und skaliert viel besser als alles auf Lithiumbasis. Ich könnte mir vorstellen, das in 5-6 Jahren in 60-80% alle Elektroautos Natrium-Zellen stecken. Lithiumzellen blieben aufgrund der höheren Energiedichte für Hochleistungsfahrzeuge und Fahrzeuge mit besonders hoher Reichweite prädestiniert.
Gunarr meint
Soweit ich gelesen habe, verschleißen Natriumbatterien deutlich schneller als LiFePos. Die werden sich nur durchsetzen, wenn sie viel billiger sind.
derJim meint
Etwa 1000 Zyklen bei 100% Entladetiefe ist Stand heute. Wenn du wie bei lithium auch nicht 100% entladetiefe nutzt, erhöht sich die Zyklenfestigkeit entsprechend und das Integral über den Ladungsdurchsatz über Lebensdauer erhöht sich mit geringerem DoD. Aber selbst mit 100% DoD kommt man dann auf über 300.000km bei 60 kWh und 20 kWh/100km und moderatem Mehrgewicht um 50 kg. Das reicht für günstige Fahrzeuge doch.
Günter meint
fürs Auto ist Natrium Akkus zu schwer. Gibt es als Hausakkus „recht günstig“.
derJim meint
Das ist nicht die ganze Wahrheit. Auf zellebene ist das Natrium schwerer, ja, aber das lithium ist eben nur ein kleiner Teil der Gesamtmasse der Batterie. Gibt schon einige Studien dazu und mit Natrium kommt man an die LFP Akkus ran von der Energiedichte und die werden ja auch schon heute in kfz verwendet. Dazu kommt dann nochmal die deutlich reduzierten Kosten pro kWh.
Günter meint
Salzwasserakkus (häuslich) liegen aktuell bei 140 kg je 2,5 kWh.
derJim meint
Bitte mal über den aktuellen Stand der Forschung zu Natrium-Akkus informieren. Gibt da genug Material z.b. von byd oder auch anderen chinesischen Unternehmen, natürlich aktuell noch nicht im Handel aber das wird zurrst ins Fahrzeug und dann nach und nach auch in der Haustechnik ankommen.
ZastaCrocket meint
Es gibt einen guten Podcast zum Thema vom Helmholz Institut aus Ulm. „Geladen“ Dort wurden die Herausforderungen bei Feststoffakkus auch schon beschrieben. Das wird sicher noch eine Weile dauern. Natrium sehe ich auch eher in Hausanwendungen. Dort könnte es allerdings durch den Preis sehr interessant werden.