PEM-Lehrstuhl entwickelt neuartige Batteriepacks
Das Forschungsprojekt wird von der EU mit insgesamt rund 6,2 Millionen Euro im Rahmen des „Horizon Europe“-Vorhabens gefördert. Zu den Projektpartnern zählen z.B. der türkische E-Auto-Hersteller Togg, der Chiphersteller Infineon Austria oder die Fraunhofer-Institute EMI und LBF.
Als Basis des Vorhabens sollen zylindrische Zellen im 4695-Format mit Hilfe des Cell-to-Pack-Ansatzes in einem leichten Gehäuse dicht gepackt werden. Das Gehäuse wird aus recycelten faserverstärkten thermoplastischen Materialien hergestellt. Sprich: Das Schutzgehäuse wird aus Kunststoff gefertigt, der bei Erwärmung verformbar wird und beim Abkühlen wieder aushärtet. „Ein strukturell in das Gehäuse integrierter Zellenhalter ermöglicht es, auf Vergussmaterialien vollständig zu verzichten“, sagt PEM-Leiter Prof. Achim Kampker.
Das bringt den Vorteil, dass eine deutliche höhere Energiedichte erzielt werden kann als bislang üblich. Bei dem geplanten Konzept geht es dabei um eine angepeilte Energiedichte von 220 Wh/kg auf Pack-Ebene. „Dieser Wert liegt mehr als 14 Prozent über dem Stand der Technik“, betont Kampker.
Dank kombinierter indirekter Kühlungslösungen, die in den Zellenhalter des Gehäuses integriert sind, sollen Lade- und Entlade-Raten von mehr als 4,5 C erreicht werden. Die Brandsicherheit soll wiederum durch ein Soft-Ventilationskonzept in Verbindung mit feuerhemmenden Nanomaterialien verbessert werden, die in den Zellenhalter integriert sind.
Auch wird die Energieeffizienz des Akkus erhöht. „Die Verwendung thermoplastischer Materialien für das Gehäuse isoliert das Batteriepack zusätzlich, was zu einer längeren Standzeit in kalten Umgebungen führt, bevor aktive Heizlösungen erforderlich werden“, sagt PEM-Leitungsmitglied Prof. Heiner Heimes.
Die zu entwickelnden Batteriepacks sollen nicht nur für Elektrofahrzeuge, sondern perspektivisch auch für E-Flugzeuge geeignet sein. Das Akronym RESiLiTE steht übrigens für Robust, Economical, Silicon-rich, Lightweight, and Thermally Efficient battery packs. Das Projekt soll bis Juni 2028 laufen.
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