Description: Das Projekt "Keramik-basierte Natrium-Batterie mit beta-Aluminat für Anwendungen über Raumtemperatur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IBU - tec advanced materials AG durchgeführt. Natrium-Festelektrolyt-Batterien werden zwar im akademischen Bereich erforscht und in wenigen Anwendungen erprobt, die umfassende Marktdurchdringung scheitert aber an techno-ökonomischen Herausforderungen: Das avisierte Zellkonzept - KeNaB-ART - besteht aus drei Komponenten: Flüssigmetall-Anode, Keramik-Festelektrolyt und Natrium-Ionen-Kathode. Das Zellkonzept kann als Vereinigung zweier Batterie-Typen gedacht werden: Lithium-Ionen- und ZEBRA-Batterien. Somit werden die Vorteile beider Typen kombiniert: hohe Energiedichte, Technologiereife, Nachhaltigkeit, Stabilität und Sicherheit. Bei einer Betriebstemperatur von größer als 100 Grad Celsius kann auf aktive Kühlung verzichtet werden - auch bei Systemen größer als 500 kWh. Das Industrie-geführte Projekt widmet sind der Entwicklung eines Zellkonzepten und der großvolumigen Fertigungstechnologien von Materialien und Komponenten. Das innovative Zellkonzept adressiert Fragestellungen im Systemzusammenhang: Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen ist es bei gleicher Performance (i) temperaturstabiler, (ii) ressourcenschonender und (iii) durch den Festkörper-Ansatz, sicherer. Für das neuartige Natrium-basierte Zellkonzept lassen sich zwei separate, grundsätzliche Entwicklungsziele formulieren: (i) Überprüfung der Skalierbarkeit von nachhaltigen und günstigen Materialien, wie Aktivmaterialien (dotierte Natrium-Manganoxide) und keramische Festelektrolyte (Beta-Aluminat): Dies umschließt die Prozessentwicklung zur Herstellung einer festen Natrium-Ionen-Kathode bestehend aus Aktivmaterial, Kohlenstoff und Sekundär-Elektrolyt (z.B. Binder, Festelektrolyt). (ii) Geeignetes Zelldesign: Die hergestellte Zelle muss den Funktionsansprüchen stationärer Energiespeicher genügen: 'c-rate' = 0,5 / h, Zell-Spannung ca. 3,6 V, Kapazität größer als 80 mAh/g, Zyklenstabilität = 900 bei 80 % Ah-Retention, Selbstentladung ca. 0 (siehe Keramik-Elektrolyt), keine Brandgefahr nach nail penetration test, Cobalt- sowie Kupfer-freie Materialien. Massenanteil Nickel = 5 %.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Nickel ? Kohlenstoff ? Bindemittel ? Hochtemperaturbatterie ? Gelöster organischer Kohlenstoff ? Energiespeicher ? Kühlung ? Produktionstechnik ? Neuartige Materialien ?
Region: Thuringia
Bounding box: 11° .. 11° x 50.91667° .. 50.91667°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-08-01 - 2024-07-31
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