Description: Das Projekt "Entwicklung von großflächigen, porösen Si-Film-Anoden für Lithium/Silizium-NMC Energiespeichern hin zur industriellen Fertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RENA Technologies GmbH durchgeführt. Motivation Graphitanoden limitieren die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien. Silizium bietet eine zehnfach höhere Kapazität, dehnt sich aber beim Laden der Batterie so stark aus, dass dies zu einer mechanischen Zerstörung des Materials und Versagen der Batterie führen kann. Um das Problem zu vermeiden, wird in vielen Graphit/Silizium Kompositanoden der Siliziumanteil in der Anode begrenzt und/oder das Silizium wird nur mit einem Teil seiner Kapazität geladen. So wird das Potential von Silizium nur zum Teil genutzt. Im SiLiNE Projekt wird eine Anode aus 100% Silizium entwickelt, die diese Limitierung überwindet und eine Fertigungstechnologie, die für den Einsatz im großtechnischen Maßstab geeignet ist. Ansatz Zur Herstellung der Siliziumanoden werden Siliziumscheiben (Wafer) porös geätzt. Das poröse Material wird als dünne Folie von dem Muttersubstrat abgelöst und auf eine Stromsammlerfolie transferiert. Vorteile Die poröse Struktur gleicht die Volumenausdehnung des Siliziums aus und bleibt nach vielen Ladevorgängen mechanisch stabil. Dadurch ist es möglich, eine Anode mit 100% Silizium-Aktivmaterial herzustellen und mit größer als 3000 mAh/g zu beladen. Projektziele: Im vorangegangenen PorSSi Projekt wurde das Konzept im Labormaßstab entwickelt und in Knopfzellen umgesetzt. Im SiLiNE Projekt wird die Technologie optimiert, auf eine größere Anlage skaliert und für die Herstellung von industrierelevanten Pouchzellen mit 1000Wh/l Energiedichte eingesetzt. Aufgabenteilung RENA entwickelt und optimiert Prozesse und Anlagen zur Herstellung der Silizium-Anoden unter Leistungs- und Kostengesichtspunkten weiter und realisiert ein Konzept für die Skalierung des Verfahrens. Die Christian Albrechts Universität Kiel optimiert die Struktur der Anoden systematisch weiter und untersucht deren Wechselwirkung mit den weiteren Komponenten der Batterie. Das Fraunhofer ISIT sorgt für das bestmögliche Zusammenspiel der Komponenten in der Batteriezelle und setzt das Konzept in Pouchzellen um.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Kiel ? Lithium-Ionen-Akkumulator ? Silizium ? Gerätebatterie ? Lithium-Batterie ? Batterie ? Energiespeicher ? Industrieproduktion ? Produktionstechnik ? Anlagenbau ?
Region: Baden-Württemberg Bayern
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5° 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-11-01 - 2024-10-31
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