Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist die Erforschung von neuartigen (lithiumbasierten) Festkörperbatterien (engl. ASSBs) und die Evaluierung, ob sich diese Technologie zukünftig für die Anwendung in der Elektromobilität eignen könnte. Im Fokus stehen dabei spezielle Kathodenaktivmaterialien (CAMs) mit erhöhter Zellspannung bzw. erhöhter Kapazität, sowie verbesserte Festelektrolyt- (SEs) bzw. Polymerelektrolytmaterialien (SPEs). Sowohl für die CAMs als auch für SEs bzw. SPEs sollen hochskalierbare Herstellungsrouten bewertet werden. 2. Arbeitsplan Innerhalb des Projektes werden CAMs speziell für die Anwendung in ASSBs folgendermaßen optimiert: a) mechanische Behandlung um Partikelgröße und -form für den Einsatzzweck maßzuschneidern. b) Oberflächenmodifizierung der Partikel für optimiertes Grenzflächenverhalten in einer ASSB-Elektrode. c) Herstellung von Kompositkathoden für ASSB-Zellen. Des Weiteren werden SE, SPE und Komposite für den Einsatz in der Kathode bzw. als Membran synthetisiert und optimiert. Die Materialien werden in ASSB-Testzellen umfassend elektrochemisch charakterisiert, um Rückschlüsse für die weitere Materialoptimierung ziehen zu können. Begleitend werden makroskopische Simulationen zum elektrochemischen Verhalten von ASSBs durchgeführt.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Motorenwerke AG durchgeführt. Für eine erfolgreiche Marktdurchdringung von Elektroantrieben stellt die Verbesserung von Energiedichte bei gleichzeitiger Reduktion der Kosten einen entscheidenden Erfolgsfaktor dar, um international wettbewerbsfähige Angebote für E-Fahrzeuge und Komponenten darzustellen. Im Rahmen von FELIZIA sollen Festelektrolyte als Enabler für zukünftige Technologien untersucht werden, die das Potential beinhalten die Energiedichte signifikant zu steigern. Gleichzeitig wird eine weitere Erhöhung der Sicherheit angestrebt. Da ein einfacher Austausch von flüssigem Elektrolyt durch festen Elektrolyt nicht zielführend ist, wird in FELIZIA ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt um Hochenergie-Zellen zu realisieren. So wird in FELIZIA die Anode, Kathode und der Festelektrolyt aber auch die Interaktion der Materialien untereinander sowohl mit Simulation als auch experimentell untersucht. Des Weiteren werden mögliche Zelldesigns für Festkörperzellen untersucht und hinsichtlich ihrer Industrialisierbarkeit erforscht. BMW ist neben der Aufgabe als Gesamtprojektleitung zusammen mit VW sowohl für die Anforderungsableitung aus Fahrzeugsicht sowie die Bewertung hinsichtlich Kosten und Performance verantwortlich. Zudem übernimmt BMW die Verantwortung für das Arbeitspaket Elektroden- und Zelldesign und Zellbau und -test, hierbei werden zunächst die zu untersuchenden Materialsets definiert und im Projektverlauf verfeinert. Außerdem wird je nach Materialset auch das Elektroden- und Zelldesign in enger Abstimmung mit den anderen Partnern bestimmt. Neben diesen Aufgaben leitet BMW das Arbeitspaket Anodenentwicklung und unterstützt tatkräftig im Simulationsarbeitspaket. Zudem unterstützt BMW in den anderen Arbeitspakten je nach Bedarf, um einen reibungslosen Projektablauf zu gewährleisten.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in Automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften durchgeführt. Im Arbeitspaket 'Industrialisierungsstudie' werden sowohl die eingesetzten Materialien als auch die daraus resultierenden Zellen hinsichtlich ihrer Kosten und Industrialisierbarkeit untersucht. Somit können produktionsbedingte Produktanforderungen bereits in der Entwicklung berücksichtigt werden. Außerdem untersucht werden soll am iwb, inwiefern die neuen Zelltechnologien auf Produktionsanlagen für herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen hergestellt werden können. Hierfür besteht die Möglichkeit, für einzelne Prozessschritte Material- und Zellproben auf der Produktionslinie des iwb zu testen. Basierend auf den gewonnen Erkenntnissen soll abschließend ein Industrialisierungskonzept erarbeitet werden. Zunächst soll die Prozesskette zur Herstellung der eingesetzten Materialien und Zellen definiert und beschrieben werden. Dazu sind die verschiedenen Verfahren, Prozesse und Technologien zu recherchieren. Die so identifizierten Prozessschritte sind in einer geeigneten Modellierungssprache zu beschreiben, um sie mit Produktionsverfahren der herkömmlichen Zellherstellung vergleichen zu können. Bei der nachfolgenden Konzeption eines Zell-Designs ist von besonderer Bedeutung, produktionstechnische Aspekte möglichst früh zu berücksichtigen, um spätere, kostenintensive produktionsbedingte Änderungen am Produkt zu vermeiden. Hierfür soll bei der Konzeption des Zelldesign produktionstechnisches Knowhow miteinbezogen werden. Einzelne Prozessschritte zur Herstellung der Materialien, Zwischenprodukten und fertigen Zellen mit Festelektrolyt werden mit den Prozessschritten der herkömmlichen Zellproduktion systematisch verglichen und ggf. neu entwickelt. Diese werden an Versuchsständen des iwb umgesetzt und validiert. Abschließend wird ein Industrialisierungskonzept für die Herstellung von Festelektrolyt-Zellen vorgeschlagen. Hierin soll beschrieben werden, welche Änderungen an herkömmlichen Produktionsprozessen vorzunehmen sind und welche Prozesse von Grund auf neu entwickelt werden müssen.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. Im IEK1-Teilprojekt sollen hochskalierbare, 10-150 Mikrometer dicke Festelektrolyte aus Lithium-ionenleitenden (glas)keramischen Materialien durch den Foliengießprozess hergestellt werden. Der Schwerpunkt des HI MS-Teilprojektes liegt auf der Erforschung verschiedener Herstellungsrouten von Elektroden und Zellen mit unterschiedlicher Geometrie sowie auf deren elektrochemischer Charakterisierung. IEK-1: Folgende Arbeitsschritte sollen durchgeführt werden: 1. Herstellung von einlagiger dichten, mechanisch stabilen und gut leitenden Elektrolytschichten. 2. Herstellung von doppellagigen Schichtsystemen, die aus einer dichten und einer porösen Schicht bestehen. 3. Aufbringung der Kathodenmaterialien auf den Elektrolytschichten durch Siebdruck oder Infiltration. Dabei werden sowohl geeignete Materialkombinationen als auch Sinterbedingungen für Kathodenpasten und Infiltrationslösungen untersucht und optimiert. 4. In Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern werden umfassende Untersuchungen zum elektrochemischen Zyklierverhalten durchgeführt und dementsprechend die Prozesse in oben geschriebenen Arbeitsschritten 1-3 optimiert. HI-MS: Es sollen auch die von den Partnern gelieferten Elektrolyte und Elektroden in Zellen mit unterschiedlichem Zelldesign eingebracht und hinsichtlich ihrer Eigenschaften in der Zelle charakterisiert werden. Standardisierte Testverfahren für die Festkörperzellen sollen in Zusammenarbeit mit den Materialherstellern erstellt werden. Dabei sollen die Testprotokolle auch galvanostatisches Zyklisieren bei verschiedenen Temperaturen zur Bestimmung von Kapazität und Zyklenlebensdauer sowie ggf. Impedanzspektroskopie zur Analyse des Innenwiderstandes umfassen. Die Ergebnisse fließen in Materialentwicklung (AP 2 bis 6) und das Zelldesign (AP 7.1) ein. Ziel ist es am Ende des Projektes eine komplette Batterie mit mindestens drei funktionierenden Wiederholeinheiten zu erstellen mit einer Energiedichte von größer als 800 Wh/L und einer Wunschlebensdauer der Zellen von 100 Zyklen.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in Automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG, Konzernforschung durchgeführt. 1. Vorhabenziel Neben einer signifikant erhöhten Sicherheit bieten Festelektrolyte das Potenzial, Lithiumzellen mit erhöhter Energiedichte zu entwickeln. Im Förderprojekts FELIZIA soll ein neuartiger Ansatz zur Entwicklung von zukünftigen Lithiumzellen verfolgt werden, in dem der Fokus auf Festelektrolyte, neuartige Kathodentechnologien (Konversions- und Hochvoltmaterialien) sowie den Einsatz von lithiumbasierten, hochkapazitiven Anoden gleichzeitig liegen soll, um damit eine in sich abgestimmte Zellkonfiguration zu erhalten. Ein entsprechendes Grenzflächendesign sowie die Entwicklung dreidimensionaler Durchdringungsstrukturen werden ebenfalls erforscht. 2. Arbeitsplan Die Volkswagen AG strebt im Verbundvorhaben die vorwettbewerbliche Entwicklung einer Festkörperbatteriezelle mit neuartiger Kathode, lithiumbasierter Anode und Festelektrolyt an, die mittel- bis langfristig industrialisiert den Anforderungen an einen reversiblen Energiespeicher hinsichtlich Reichweite, Sicherheit und Kosten gerecht werden kann. In AP 1 übernimmt VW die Arbeitspaketleitung bei der Anforderungsableitung von Batterien für den Einsatz im automobilen Bereich. In AP 7 unterstützt die VW AG die BMW AG bei Zelldesign, Zellbau und Zelltest. In AP 8 übernimmt VW die Arbeitspaketleitung mit Arbeitsschwerpunkt auf Kostenbewertung der Materialien und Zellen sowie der Ökobilanz. VW bringt nicht nur seine Expertise im automobilen Bereich und in der Batteriematerialienforschung ein, sondern auch die langjährige Erfahrung bei der Batteriezellfertigung aufgrund des bestehenden Joint-Ventures mit der Varta-Microbatteries in Ellwangen.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in Automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Materialien - Elektrochemische Technologien durchgeführt. Das beantragte Projekt strebt an, mit der Erforschung zukünftiger Lithium-(Ionen-)Technologien die Technologieführerschaft im Bereich reversibler Energiespeicher und Elektromobilität in Deutschland zu sichern. Der Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von keramischen Werkstoffen, um damit zukünftige Batterietechnologien zu erschließen. Durch den komplementären Einsatz von experimentellen Untersuchungen sowie Modellbildung und Simulation soll die zielgerichtete Entwicklung von zukunftsträchtigen Materialien, Elektrodenstrukturen und Zellkonzepten ermöglicht werden. Die Arbeiten am Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Angewandte Materialien sind im Arbeitspaket 7 'Elektroden- und Zelldesign, Zellbau und Zelltest' angesiedelt. Sie werden an den Teilinstituten Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM-WET) und Energiespeichersysteme (IAM-ESS) durchgeführt. Dies umfasst am IAM-WET die 3D-Rekonstruktion (AP7.3) und die detaillierte elektrochemische Charakterisierung von Elektroden und Zellen über Impedanzspektroskopie und hochauflösende Auswerteverfahren (AP7.2) sowie die Entwicklung homogenisierter (Ersatzschaltbild-) und räumlich aufgelöster Modelle (AP7.1). Aus Simulationsrechnungen werden die Potentiale verschiedener Materialsysteme und Elektrodenkonfigurationen abgeleitet, die optimalen Mikrostrukturparameter für ausgewählte Materialsysteme unter Berücksichtigung experimentell bestimmter Material- und Grenzflächeneigenschaften bestimmt und die Übertragbarkeit vom Modellsystem in die Vollzelle analysiert. Das IAM-ESS trägt primär zum AP7.4 bei. Durch umfassende chemisch-strukturelle Analysen werden die wichtigsten Funktions- und Ermüdungsmechanismen identifiziert und möglichst weitgehend auch quantifiziert.
Das Projekt "LISZUBA: Lithium-Schwefel-Feststoffbatterien als Zukunftsbatterie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Battery LabFactory Braunschweig durchgeführt. Ziel des Projektes ist es eine Lithium-Schwefel-Feststoffbatterie (LiS-ASB) zu entwickeln. Das Teilvorhaben der AG Kwade fokussiert dabei auf die prozesstechnischen Aspekte dieser Herausforderung: es werden Kohlenstoff/Schwefel-Komposite mit verschiedenen Prozessen hergestellt sowie Festelektrolyt für eine effiziente Verarbeitung in Hinblick auf homogenere Grenz- bzw. Kontaktflächen zerkleinert. Zentral ist auch das Benchmarking der Zellgenerationen sowie das Upscaling auf größere Zellen. In AP1 wird durch die AG Kwade in Zusammenarbeit mit dem FZJ die grundlegende Referenz ermittelt, an der die entwickelte LiS-ASB gemessen wird. Dazu wird von AG Kwade eine Referenzkathode für ein Flüssigelektrolyt-System entworfen und zur Verfügung gestellt, welche dann in einem eigens entwickelten Knopfzellsetup gegen eine mit LLZO geschützte Li-Metall Anode vermessen wird. In AP2 stellt die AG Kwade Kohlenstoff/Schwefel-Komposite her und bestimmt in Zusammenarbeit mit JLU deren Eigenschaften. Darauf folgend werden auch Kathodenkomposite mit Festionenleitern hergestellt. Die Optimierung der Kathodenhalbzelle erfolgt in AP4, wobei AG Kwade vor allem auf die Verwendung von Polymeren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Kathodenkomposite fokussiert und die Verdichtung untersucht. In AP5 wird die Anodenhalbzelle optimiert. Hier stellt AG Kwade zerkleinertes LLZO-Material zur Verfügung, woraus am FZJ neue Dünnschichten hergestellt werden. In AP6 werden die entwickelten Komponenten durch AG Kwade in größere Zellen skaliert, zyklisiert und gegen die Referenz aus AP1 getestet. Das Projektkonsortium entwickelt daraus gemeinsam eine Technologiebewertung.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie durchgeführt. 1. Vorhabenziel Das Teilvorhaben der AG Adelhelm (FSU Jena) beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Kathodenmaterialien für Festkörperbatterien basierend auf Kupfersulfiden als Aktivmaterial. Kombiniert mit einer Lithiumanode weisen Vollzellen mit 552 Wh/kg (Cu2S) bzw. 960 Wh/kg (CuS) sehr hohe theoretische Energiedichten auf. Kupfersulfide weisen sehr hohe intrinsische Leitfähigkeiten auf, was sie besonders hinsichtlich ihres Einsatzes in Feststoffbatterien als Forschungsobjekt interessant macht. 2. Arbeitsplan Kernpunkte des Arbeitsplans sind (1) die Herstellung von kupfersulfidbasierten Kathoden mit optimierter elektrochemischer Aktivität, (2) die strukturelle und elektrochemische Untersuchungen der Kathodenreaktion zur Aufklärung des Speichermechanismus und zur Identifizierung von Alterungseffekten, (3) die Präparation von Festkörperbatterien mit geeignetem Festelektrolyt und Lithium oder Lithiumlegierung als Anode und deren elektrochemische Charakterisierung.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtz Institut Ulm (HIU) für Elektrochemische Energiespeicherung (HIU) durchgeführt. 1. Vorhabenziel Es werden neue, auf zukünftige automobile Anwendungen ausgerichtete Lithium-Ionen-Technologien basierend auf Festkörperionenleitern entwickelt und untersucht. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Erforschung von Festelektrolyten und deren Wechselwirkung mit anderen innovativen Komponenten und Materialkompositionen einer elektrochemischen Speicherzelle und damit der Erschließung anderer, zukunftsfähiger Technologien. Es wird eine grundlegende Erforschung und Realisierung von zukünftigen, keramischen Materialien und Materialformulierungen (Kompositen) angestrebt. Sie bieten die Möglichkeit, die Energiedichte im Vergleich zu konventionellen Materialien signifikant zu erhöhen und damit die Reichweite von Automobilen und die Integration von Elektromobilität massiv zu steigern. Ziel: Die Erhöhung der Reichweite elektrisch betriebener Fahrzeuge, die signifikant erhöhte Lebensdauer und ein weiteres Ziel des Projektes ist es Festelektrolyte als Wegbereiter für zukünftige Materialien für Lithiumzellen mit erhöhter Energiedichte zu entwickeln. Festelektrolyte bieten zudem eine erhöhte Sicherheit im Vergleich zu flüssigen Elektrolyten. Im Projekt soll ein neuartiger Ansatz zur Entwicklung von zukünftigen Lithiumzellen verfolgt werden, in dem der Fokus nicht nur auf einer Komponente der Zelle liegt, sondern Anode, Kathode und Festelektrolyt gleichzeitig erforscht werden, um damit eine in sich abgestimmte Zellkonfiguration zu erhalten. 2. Arbeitsplan Die Laufzeit des Projektes ist auf drei Jahre ausgelegt. Es gliedert sich in acht Arbeitspakete mit starken Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Arbeitspaketen. Die Erkenntnisse der einzelnen Arbeitspakete werden jeweils wieder den anderen als Input dienen, um so den größtmöglichen Synergieeffekt und das bestmögliche Ergebnis zu erzielen.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, bedarfsgerechte anorganische Festkörperelektrolyte für die Verwendung in einer Feststoffbatterie zu entwickeln und deren Applikationsformen insbesondere in der Wechselwirkung mit den beteiligten Materialien und Prozessierungen erforscht werden. Dazu sollen vorentwickelte anorganische Feststoffelektrolyte aus dem System LLZO und LiSiCon für eine Eignung in einer Feststoffbatterie weiterentwickelt werden. Hierbei soll insbesondere die Wechselwirkung (z.B. Interfacewiderstand) mit den angrenzenden Materialien wie Kathoden- und Anodenmaterialien und die Separation der Elektroden zusammen mit den Verbundpartnern untersucht und optimiert werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 14 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 14 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 14 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 4 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Luft | 11 |
| Mensch & Umwelt | 14 |
| Weitere | 14 |