Greentech Fraunhofer stellt Festkörper-Batterien schneller her – viele Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus:

Festkörperbatterien bieten zahlreiche Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus: So sind sie beispielsweise nicht brennbar. Doch fehlte bislang eine skalierbare Produktionsmethode. Eine solche haben Forschende des Fraunhofer IPA gemeinsam mit Partnern nun im kürzlich abgeschlossenen Projekt EMSiGn entwickelt.

Sei es in E-Fahrrädern, Elektroautos oder Laptops – üblicherweise nutzt man für die nötige Energieversorgung Lithium-Ionen-Batterien. Festkörperbatterien punkten diesen gegenüber mit gewichtigen Vorteilen: Vor allem bieten sie eine höhere Sicherheit.

Festkörper-Batterien bieten höhere Sicherheit

Schließlich haben sie keinen flüssigen Elektrolyten, der auslaufen und sich entzünden kann. Auch ist ihre Energiedichte höher, die Lebensdauer länger. Das Manko: Bisher wurden Festkörperbatterien mit einer Elektrolyt-Schicht aus Keramik nur im Labormaßstab gefertigt.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben im Projekt »Erforschung neuer Misch- und Sintertechnologien für gradierte keramische Festkörperelektrolyte«, kurz EMSiG, nun die Grundlagen gelegt, um die Festkörper-Lithium-Ionenbatterien industrienah weiterzuentwickeln.

Greentech Fraunhofer kooperiert mit  Dr. Fritsch Sondermaschinen

Das Projekt wurde gemeinsam mit den mittelständischen Unternehmen Dr. Fritsch Sondermaschinen GmbH und Dr. Fritsch GmbH & Co. KG durchgeführt und vom Land Baden-Württem-
berg mit über einer Million Euro gefördert. »Wir konnten die Produktion der Festkör-
perbatterien vom Labormaßstab auf ein industrienahes, skalierbares Level heben«,erläutert Jonas Heldt, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA.

Nadelöhr Rohstoffe

Sollen Festkörperbatterien den Sprung in die industrielle Anwendung schaffen, braucht es zunächst einmal ausreichend Rohstoffe. Doch die benötigten Ausgangsmaterialien – etwa der im Projekt eingesetzte Festkörperelektrolyt Lithium-Aluminium-Titan-Phosphat (LATP) – werden bislang industriell nicht verwendet und daher auch nicht in größeren Mengen produziert.

Der Projektpartner Dr. Fritsch GmbH & Co. KG analysierte die Marktlage: Wo lassen sich die nötigen Rohstoffe beziehen, wie müssen sie aufbereitet werden?

Wenige Hersteller fertigen das Festkörperelektrolyt LATP

»Die Herausforderung ist hier nicht die Verfügbarkeit der einzelnen Rohstoffe an sich, sondern die noch relativ geringe Anzahl von Herstellern, die daraus das Festkörperelektrolyt LATP fertigen. Erfahrungsgemäß wird diese aber mit der Nachfrage nach dem Endprodukt schnell wachsen«, sagt Elke Ade, Leiterin Geschäftsbereich Metallpulver bei der Dr. Fritsch GmbH & Co. KG.