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IPA startet Projekt zur Feststoffbatterie

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Autor: Die Redaktion

Veröffentlicht am 07.12.2021

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Das in Stuttgart ansässige Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) will im Forschungsprojekt „EMSig“ mit zwei Industriepartnern ein Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) aufbauen. Bei dem Vorhaben handelt es sich um eine großtechnische Produktion von Batteriezellen mit Festkörperelektrolyten auf Keramik-Basis, wobei vor allem die Prozesskette entwickelt und optimiert werden soll.

Eine Million Euro Unterstützung vom Land
Das Projekt „Erforschung neuer Misch- und Sintertechnologien für gradierte keramische Festkörperelektrolyte“ („EMSig“) forciert die Schaffung einer Prozesskette, mit deren Hilfe sich die keramischen Festkörperzellen im großen Maßstab fertigen lassen sollen. Konkretes Ziel des vom Land Baden-Württemberg mit mehr als einer Million Euro geförderten Vorhabens ist der Bau einer Pilotanlange, die die dünnen, homogenen Pulverschichten der Batteriezellen schrittweise aufbaut und sintert.

Erstbetrieb innerhalb von zwei Jahren
Carsten Glanz zufolge wurden derartige Festkörperbatterien bisher nur im Labormaßstab gefertigt. Laut dem Gruppenleiter für Applikationstechnik funktionaler Materialien am Fraunhofer IPA besteht der nächste Schritt nun darin, die Produktion auf einen industriellen Großmaßstab zu bringen. Obwohl die Möglichkeiten dieser Skalierbarkeit noch völlig ungeklärt seien, solle der Prozess innerhalb von zwei Jahren weitestgehend ausgereift sein, um der Industrie für deren Zellfertigung zur Verfügung zu stehen.

Produktionstechnische Herausforderungen
Als besondere Herausforderung bei der Zellfertigung gelten indes die Materialübergänge zwischen den einzelnen Pulverschichten. Scharfe Grenzen mindern die Ionenleitfähigkeit und können bei variierenden thermischen Belastungen zum Bruch entlang der Grenze führen. Das ZDB arbeitet daher in Kooperation mit Industriepartnern an Methoden, fließende Grenzen zur Spannungsreduzierung prozesstechnisch realisierbar zu machen. Dazu bringt die Dr. Fritsch GmbH & Co. KG aus Baden-Württemberg die notwendigen Pulver auf keramischer Basis ein, während die Dr. Fritsch Sondermaschinen GmbH mehrere Anlagen zum Mischen, Dosieren und Pressen von Pulvern bereitstellt.
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Quellen:

https://www.electrive.net/2021/12/03/emsig-forschungsprojekt-zu-keramischen-festkoerperelektrolyten/

https://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/produktionstechnik-fuer-feststoffbatterien.html
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