16.10.2020 - 12:36

HOSALIB-Projekt zielt auf Serienfertigung neuartiger Anoden

Das Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen hat ein neues Anodenmaterial für Batterien auf Basis von Kohlenstoff und Silizium geschaffen. Zusammen mit Projektpartner Evonik ist das Team jetzt dabei, den Herstellungsprozess weiterzuentwickeln und auf Industriemaßstab zu übertragen.

Bisher wird Graphit als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt, doch dessen Kapazität und Fähigkeit zum schnellen Laden gelten als weitestgehend ausgereizt. Nach Angaben der Forscher der Universität Duisburg-Essen soll das neue Komposit aus Kohlenstoff und Silizium spätestens 2023 marktreif sein.

In Laboren des Center for Nanointegration ist es bereits erprobt worden. Nun rückt die Industrialisierung des Herstellungsprozesses in den Fokus. Dazu kooperiert die Forschungseinrichtung mit der Evonik Industries AG mit Sitz in Essen in dem auf drei Jahre angelegten Projekt „HOSALIB – Hochleistungs-Silizium-Kohlenstoff-Komposit als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien”. Das BMWi fördert das am 1. September gestartete Verbundprojekt mit 2,3 Millionen Euro.

Im Vergleich zu Graphit habe das neue Anodenmaterial eine viel höhere Kapazität bei gleichem Volumen, zudem sei es langzeitstabil und schnell zu laden. „Kein Projektpartner kennt etwas Vergleichbares“, äußert Professor Dr. Hartmut Wiggers, Experte für die Gasphasensynthese von Nanomaterialien. Die von der Fachwelt geforderte Kapazität von 1,5 Ah/g erreiche es problemlos. Noch steht der Schritt aus, die hergestellten Partikel zu Pasten zu verarbeiten und als Anodenmaterial auf Kupferfolie zu drucken. Das wollen die Projektpartner jetzt angehen.

Ein weiterer Schwerpunkt der Kooperation liegt darauf, die im Labor erzielten Ergebnisse auf die erheblich größeren Dimensionen der industriellen Fertigung zu übertragen. Stichworte sind die optimale Prozesstechnik, Partikelcharakterisierung und der Bau von Anlagen in der richtigen Größe und Form auf Basis von Modellsimulationen. Evonik arbeitet vor diesem Hintergrund an einer Pilotanlage im Industriemaßstab. „Unser erstes Ziel ist, die richtige Zusammensetzung und Form der Partikel auch im industriellen Maßstab zu gewährleisten. So können wir unseren Kunden dann maßgeschneiderte Lösungen anbieten“, so Dr. Julia Lyubina, die zuständige Projektmanagerin bei Evonik.
uni-due.de

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