Das im Juli 2021 gestartete Forschungsprojekt „SoLiS – Development of Solid State Lithium-Sulfur Batteries in Multi-Layer Bag Cells“, gefördert vom Bund mit rund 1,8 Mio . Anfrage.
Grundlage dieser Grundlagenforschung ist unter anderem das Verbundprojekt „Liscell“, an dem sich bereits das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS aus Dresden beteiligt hat. „Die bisherigen Forschungsergebnisse sind ermutigend: Die grundsätzliche Machbarkeit einer Li-S-Festkörperbatterie wurde bereits im Labormaßstab nachgewiesen“, schreibt das Fraunhofer IWS. „Allerdings gibt es noch sehr wenige anwendungsrelevante Daten zu Prototypzellen, sodass die Technologie noch nicht evaluiert werden kann.“
Dies muss nun im Rahmen von SoLiS geschehen: Ziel ist es, mehrelektrodenschichtige Batteriezellen auf Basis der Li-S-Festkörpertechnologie anwendungsorientiert zu entwickeln und zu evaluieren. Anwendungen für LiS-Zellen sehen Forscher unter anderem im Elektroflug.
Nach Angaben der Partner wollen sie neben den Verarbeitungs- und Herstellungsprozessen auch die Nano- und Mikrostruktur der Elektroden „umfassend“ erforschen und verbessern. Die Herausforderung besteht darin, den Schwefel in engen Kontakt mit elektrisch leitfähigem Kohlenstoff und ionenleitenden Elektrolyten zu bringen.
Unter Federführung des Fraunhofer IWS fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fünf Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft mit insgesamt rund 1,8 Millionen Euro. Neben der Projektkoordination bringt das Fraunhofer IWS Know-how zu innovativen Verfahren zur Herstellung von Elektroden und Prototypzellen für das Projekt ein.
Die Technische Universität Dresden arbeitet an kathodischen Verbundwerkstoffen und einem entsprechenden Elektrodendesign. Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster suchen nach maßgeschneiderten Festelektrolyten und deren Transporteigenschaften für den neuen Batterietyp. Die Justus-Liebig-Universität Gießen bringt ihre Expertise und Erfahrung in der Charakterisierung von Grenzflächenphänomenen in Festkörperbatterien ein. Die Firma Schunk Kohlenstofftechnik GmbH ist zuständig für die Herstellung von Kohlenstoffadditiven oder industriell verwandten Verbundwerkstoffen.
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