HIDDEN Dendritenwachstum in Lithium-Metall-Batterien verhindern

Im EU-Horizon Projekt HIDDEN werden Prozesse zur Selbstheilung von Lithium-Metall-Batterien entwickelt. Dadurch soll die Lebensdauer und Energiedichte, im Vergleich mit der herkömmlichen Lithium-Ionen-Technologie, um 50 Prozent verbessert werden.

Steckbrief

  • Lead-Departement Technik und Informatik
  • BFH-Zentrum Energiespeicherung
  • Laufzeit (geplant) 01.09.2020 - 31.08.2023
  • Projektverantwortung Prof. Dr. Axel Fuerst
  • Projektleitung Michael Stalder
  • Projektmitarbeitende Michael Stalder
    Adrian Glarner
  • Partner Belenos Clean Power Holding AG
    Specific Polymers
    RTD Talos Limited
    Berner Fachhochschule BFH
    VTT - Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy
    CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
    CSEM - Centre Suisse d’Eleqtronique et de Microtechnique SA
  • Schlüsselwörter Batterien, Horizon 2020, Lithium-Ionen, Battery 2030+

Ausgangslage

Lithium-Ionen-Batterien dominieren in letzter Zeit die Batterielandschaft und haben sich als Wegbereiter für die Elektromobilität erwiesen. Elektrofahrzeuge werden dringend benötigt, um die CO2-Emissionen weltweit reduzieren zu können. Denn in Europa verursacht der Transport 27 Prozent aller CO2-Emissionen und ist damit die grösste Emissionsquelle.

Allerdings behindert die eingeschränkte Energiedichte (bzw. Reichweite) und Lebensdauer die schnelle Ausbreitung von Elektroautos

Ziele

Ziel des Projekts HIDDEN ist es, die nächste Generation von aufladbaren Lithium-Metall-Batterien zu entwickeln. Mithilfe innovativer Selbstheilungs-Techniken soll eine verbesserte Qualität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer erreicht werden. Die Hauptziele des Projekts sind:

  1. Verhindern von Dendritenbildung in Lithium-Metall-Batterien durch drei kompatible Selbstheilungsmechanismen.
  2. Nachweis der verlängerten Lebensdauer der Batterie mit Hilfe von Selbstheilungsfunktionalität, welche auf Abruf durch das Batteriemanagementsystem aktiviert wird.
  3. Aufbau eines industriellen Prozesses zur Fertigung von Zellen und Modulen mit den vorgeschlagenen Selbstheilungsmechanismen

Vorgehen

Das HIDDEN-Konzept sieht vor mit einer Kombination von ionischen Flüssigkristall-Elektrolyten, einem piezoelektrischem Separator und weiteren Additiven die Selbstheilungsfunktionalität zu erreichen. 

Die BFH ist verantwortlich für die Prozessentwicklung zur Fertigung der Batteriezellen. Zur Evaluierung der Selbstheilungsmechanismen und Prozesse, werden am Standort Burgdorf im Laufe des Projektes Testbatterien hergestellt. Weiter wird die BFH in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern die Skalierung der Produktionsprozesse vorantreiben, so dass diese für den Konzeptdemonstrator eingesetzt werden können.

Das Projekt erhält Unterstützung durch das EU-Forschungsprogramm Horizon 2020 mit der Vertragsnummer 957202, Projekt HIDDEN.