- Forschungsprojekt
- Institut für Intelligente industrielle Systeme (I3S)
SOLiD
Im Projekt SOLiD soll ein nachhaltiger und kosteneffizienter Herstellungsprozess für sichere, hochenergetische Lithium-Metall-Festkörperbatterien entwickelt werden.
Steckbrief
- Lead-Departement(e) Technik und Informatik
- Institut(e) Institut für Intelligente Industrielle Systeme
- Forschungseinheit(en) I3S / Prozessoptimierung in der Fertigung
- Förderorganisation SBFI, Horizon Europe
- Laufzeit (geplant) 01.09.2022 - 31.08.2026
- Projektverantwortung Prof. Dr. Axel Fuerst
- Projektleitung Michael Stalder
- Projektmitarbeitende Simon Walther
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Partner
Avesta Battery & Energy Engineering (Belgien)
RTD Talos (Zypern)
Specific Polymers (Frankreich)
Ocsial Europe Sarl (Luxemburg)
Armor Batter Films (Frankreich)
Coatema Coating Machinery GmbH (Deutschland)
Centro Ricerche FIAT (Italien)
Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy (Finnland)
Aalto University (Finnland)
Centre National de la Recherche Scientifique (Frankreich)
CSEM (Schweiz)
Berner Fachhochschule (Schweiz) - Schlüsselwörter Batterie, Lithiummetall, Festkörperbatterie, Produktion
Ausgangslage
Lithium-Ionen-Batteriezellen mit herkömmlichen Aktivmaterialien wie Grafit und Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide (NMC) stossen in Bezug auf die Energiedichte an ihre Grenzen. Die Verwendung von Lithium in metallischer Form könnte die Energiedichte deutlich erhöhen. Zudem wird der flüssige Elektrolyt in konventionellen Lithium-Ionen-Batterien durch Forderung nach schnelleren Ladevorgänge zu einem Sicherheitsrisiko. Daher besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung innovativer und skalierbarer Fertigungstechnologien für den Einsatz von sicheren Festkörperelektrolyten, um die Verwendung von Lithium-Metall-Batterien mit hoher Energiedichte möglich zu machen.
Vorgehen
Innerhalb der nächsten vier Jahre will das Projektteam im Pilotmassstab ein nachhaltiges und kosteneffizientes Herstellungsverfahren für eine sichere und leicht zu recycelnde Festkörper-Lithium-Metall-Batterie mit hoher Energiedichte entwickeln. Um diese zu erreichen, werden folgende Technologien entwickelt:
- Pulverextrusion zur Herstellung von Kathoden-Elektrolyt-Komposit mit NMC-Aktivmaterial und Kohlenstoffnanoröhrchen als Additiv.
- Laserstrahlverdampfung zur Herstellung von ultradünnen Lithiummetall-Anoden und anorganischen Sperrschichten
- Schlitzdüsenbeschichtung zur Herstellung des Polymer-basierten Festkörperelektrolyten
- Digitale Qualitätssicherung und inline Produktcharakterisierungs-Methoden zur Regelung und Optimierung der Herstellungsprozesse
Ausblick
Das Projekt SOLiD-wird neuartige Produktionsmethoden und Materialien für die Herstellung von Festkörperbatterien für die Industrialisierung verfügbar machen.