EU-Vorstoß zur industriellen Herstellung von Li-Metall-Anodenfolie
STELLAR steht für „Safe, Sustainable, and High-throughput Production of Reliable Lithium Metal Anodes for Gen 4b/4c/5 Batteries“ und das auf vier Jahre angelegte Projekt läuft seit Juni 2025. Hintergrund der Forschung ist, dass Lithium-Ionen-Batterien den Markt bislang zwar dominieren, „aber zunehmend an ihre physikalischen und technologischen Grenzen stoßen“, wie das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ausführt. Die Einrichtung ist an dem Projekt beteiligt und wird dabei vor allem für die Entwicklung von optischer Messtechnik zuständig sein.
Aber der Reihe nach: Lithium-Metall-Batteriesysteme gelten als vielversprechende Schlüsseltechnologie für die nächste Generation von Energiespeichern. Im Vergleich zu den derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien kommen sie auf höhere Energiedichten. „Die Herausforderung liegt jedoch in der sicheren und reproduzierbaren Herstellung der empfindlichen Lithium-Metall-Anoden, die stark reaktiv sind“, ordnet das Fraunhofer ITWM in einer Mitteilung ein. Daher werde die sehr dünne Lithium-Schicht in einer Vakuumkammer auf hauchdünne Kupferfolien aufgetragen.
Und für diesen Prozess baut das Konsortium unter der Leitung der belgischen Firma Avesta Holding nun eine Rolle-zu-Rolle-Testanlage. Diese soll die Folien kontinuierlich von einer Rolle abwickeln, bearbeiten und dann wieder auf eine andere Rolle aufwickeln. „Diese Technologie ist besonders effizient für die Herstellung großflächiger, flexibler Produkte wie Batterien“, so die Fraunhofer-Experten. Die neue Anlage solle eine industrielle Produktionskapazität von rund 60 Kilometern Anodenfolie pro Jahr erreichen und dabei eine präzise Lithium-Schichtdicke im Bereich von fünf bis 15 Mikrometern gewährleisten.
Ein besonderer Fokus der Forschungsarbeiten liegt auf der Überwachung der Folieneigenschaften während des Produktionsprozesses unter besagten komplexen Vakuumbedingungen. Und hier kommt das Team des Fraunhofer ITWM ins Spiel: Dieses bringt seine Expertise im Bereich der optischen Messtechnik mit ein. „Mit unserem breiten Messtechnik-Portfolio können wir die am besten geeigneten Methoden an die sehr spezifischen Anforderungen individuell anpassen“, äußert Dr. Stefan Duran, Projektleiter am Fraunhofer ITWM.
Die Europäische Kommission stellt für die vierjährige Laufzeit von STELLAR insgesamt 7,9 Millionen Euro an Fördermitteln bereit. Neben Projektkoordinator Avesta und dem Fraunhofer ITWM sind folgende Akteure am Projekt beteiligt: AGC Glass Europe (Belgien), Ikerlan, Fundacion Cidetec, Asociacion Centro Technologico CEIT (alle Spanien), Comau, Politecnico di Milano, Universita Degli Studio di Torino (alle Italien), Liplanet, Carl Zeiss AG und Carl Zeiss Spectroscopy GmbH (alle Deutschland), HSSMI Consulting (UK) und Inova+ (Portugal). Als Projektpartner werden zudem das CSEM und die Belenos Clean Power Holding aus der Schweiz genannt.
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