Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Isocoll Chemie GmbH.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Litarion GmbH.Im Rahmen der Fördermaßnahme 'Batteriematerialien für zukünftige elektromobile und stationäre Anwendungen (Batterie 2020)' werden Material- und Prozessentwicklungen adressiert, die zur Verbesserung von Eigenschaften wie der Performance des Speichers, Sicherheit und Kosten führen können. Das Teilvorhaben der Litarion beinhaltet wesentliche Aspekte des Aufrufes Batterie 2020. So sollen im Projekt durch die Litarion Prozesstechnologien und Rezepturentwicklungen für innovative Materialsysteme entwickelt werden. Somit wird besonders der Schwerpunkt 2.2 'Materialien für sekundäre Hochenergie- und Hochleistungs-Batteriesysteme' adressiert und hierbei auch 'Zellsystem- und Prozessentwicklungsaspekte sowie deren gegenseitige Beeinflussung betrachtet werden'. In enger Verzahnung mit Forschungseinrichtungen und den gewerblichen Partnern wird die Litarion mit den entwickelten Materialien eine intensive prozesstechnische Entwicklung leisten können. Die Schwerpunkte der Arbeiten innerhalb des Projektes sind für die Litarion wie folgt aufgegliedert: AP1: Aktivmaterialentwicklung und -synthese für LiNi0,5Mn1,5O4; AP2: Polymere Elektrodenfolie; AP3: Insitu hergestellte Polymerelektrolyt auf Basis ionischer Flüssigkeiten; AP4: Entwicklung Bipolarzellelement; AP6: Entwicklung Systemkonzept. Das Hauptaugenmerk liegt dabei im AP4. Ein wichtiges technisches Ziel in diesem Arbeitspaket ist die Bereitstellung einer bipolaren Elektrode, um die Entwicklungen in AP5 und AP6 zu starten. Um dies zu einem möglichst frühen Zeitpunkt zu ermöglichen, besteht ein wichtiges teilvorhabensspezifisches Ziel der Litarion darin, ein geeignetes Modellsystem zu entwickeln.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ThyssenKrupp System Engineering GmbH, Standort Hohenstein-Ernstthal.Das Teilvorhaben adressiert die Erforschung der Prozesstechnik zur Herstellung großformatiger Bipolarbatterien, die auf den im Gesamtvorhaben entwickelten Materialsystemen beruhen. Eine zentrale Aufgabe ist es, die Prozesse zur Verarbeitung der in den AP 1-3 entwickelten Materialien zu einem durchgängigen Fertigungskonzept zusammenzuführen. In AP 4 wird der Einsatz von Stahl- und Bimetallfolien als alternative Elektrodenträgerfolien untersucht. In AP 5 wird das gewonnene Prozess-Knowhow in einen verbesserten Versuchsträger zur Elektrodenstapelbildung umgesetzt. In AP 6 werden einzelne Demonstratoren von EMBATT aufgebaut und der anschließenden Charakterisierung zugeführt. Im AP 2 werden Handhabungs-und Trennverfahren entwickelt, die es ermöglichen, polymere Elektrodenträgerfolien im unbeschichteten und beschichteten Zustand mit industriell einsetzbaren Methoden zu verarbeiten. In AP 3 wird die Prozessfähigkeit der von den Partnern entwickelten Auftrag-und Applikationstechniken unter Fertigungsgesichtspunkten bewertet. In AP 4 wird als ein wichtiger Zwischenschritt im Gesamtprojekt die Möglichkeit einer Substitution der Aluminiumträgerfolie mit Stahl- oder Bimetallfolien untersucht. Diese Folien sollen in einem weiten elektrochemischen Potenzialbereich stabil sein und damit den Einsatz von Hochvoltkathodenmaterial und hochleistungsfähiger Anodenformulierungen erlauben. Die Herstellung von Musterfolien und die anschließende Verarbeitung zu Laborzellen und deren Charakterisierung bilden den Kern dieses Arbeitspakets. In AP 5 wird ein Versuchsträger zum reproduzierbaren Erzeugen von Elektrodenstapeln weiterentwickelt, indem die im Labor entwickelten Herstellprozesse in maschinentechnische Lösungen überführt und erprobt werden. In AP 6 werden die Prozesse in der Kette in ein durchgängiges Fertigungskonzept überführt. Zudem werden in Zusammenarbeit mit den Partnern Demonstratoren der Bipolarbatterien aufgebaut, die dem Test und der Charakterisierung dienen.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ULT AG.Voraussetzung für eine zukünftige, wirtschaftliche Umsetzung des EMBATT-Konzeptes sind gezielte Anstrengungen für die Material- und Prozessentwicklung, die im Projekt EMBATT2.0 adressiert werden. Daraus abgeleitet wurden die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele des Projektes, die eine Untersetzung des Projektzieles der Entwicklung der großflächigen EMBATT-Bipolarbatterie mit Produkt-kosten kleiner als 200 Euro/kWh und Energiedichten größer als 450 Wh/l bei Berücksichtigung intrinsischer und extrinsischer Sicherheitsfunktionen darstellen. Die ULT AG erforscht in diesem Projekt die dafür notwendige Prozessluft-Konditionierung. AP3: Bewertung des Einflusses der Fertigungsumgebung (Trocknung, Restwassergeh-alt, Entfernung von Restmonomeren, kontinuierliche Temperaturbehandlung zur Härtung des Polymerelektrolyten) AP4: Untersuchung Anforderungen an die Prozessumgebung AP5: dentifizieren und Messung von kritischen Schritten in Bezug auf Schadstoffe für Mensch/Maschine/Produkt - Identifizierung von Anforderungen an Prozessumgebung - Entwurf und Umsetzung einer geeigneten Filter- und Klimalösung AP6: Unterstützung bei der Erstellung des Fertigungskonzepts.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V..Das Teilprojekt des IPF befasst sich mit der Materialentwicklung für die Bipolarbatterie EMBATT. Entwicklungsschwerpunkte sind hochleitfähige polymer-basierte Elektrodenfolien als Ableiter im Bipolarkonzept sowie leistungsfähige Polymerelektrolyte als als Ersatz für die flüssigen herkömmlichen Elektrolyte. Zur Herstellung einer selbstragenden Ableiterfolie werden leitfähige Nanokompositmaterialien unter Variation von Art, Gehalt, Mischungsverhältnissen und Schmelzemischbedingungen im Kleinstmengenmaßstab entwickelt. Geeignete Rezepturen werden in den Technikumsmaßstab überführt und in kg-Mengen hergestellt und im nächsten Schritt durch Folienextrusion unter Variation der Verarbeitungsbedingungen zu entsprechenden Ableiterfolien verarbeitet. Dabei steht der Einfluss auf erreichbare Foliendicke, elektrische Widerstände und deren Anisotropie und die mechanische Stabilität der Folie im Mittelpunkt. Weiterhin werden Stabilitätsuntersuchungen zum Kontakt mit den Materialien der weiteren Schichten durchgeführt. Abschließend wird eine Bewertung der Materialien bezüglich der Systemintegration vorgenommen. Zur Entwicklung von Polymerelektrolyten mit den angestrebten Eigenschaften werden zunächst Monomere, Vernetzer und Initiatoren ausgewählt, ggf. konzipiert und synthetisiert. Deren Härtungsverhalten (thermisch/photochemisch) wird untersucht. Danach werden durch systematische Variation Formulierungen für Precursormischungen erarbeitet und deren Eigenschaften (Viskosität, Verarbeitbarkeit) und Härtungsverhalten bestimmt. Nach Auswahl geeigneter Systeme werden anwendungsrelevante Eigenschaften getestet (mechanische Stabilität, elektrochemische Beständigkeit, Ionenleitfähigkeit) und anhand der Zusammensetzung optimiert. Die Polymerelektrolyte werden im nächsten Schritt in enger Kooperation mit den Partnern an die Anforderungen im Zellkonzept sowie im Stack angepasst. Dabei geht es insbesondere um die elektrochemische Stabilität sowie Adhäsion auf Elektroden und Ableiterfolien.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme.Das Fraunhofer IKTS schafft mit seinen Arbeiten wesentliche wissenschaftliche Grundlagen für die Umsetzung des EMBATT-Konzeptes. Dafür werden Entwicklungen für LNMO-Kathodenmaterialien sowie Prozessentwicklungen zur Realisierung des Bipolarzellelementes im IKTS-Teilprojekt adressiert. Darüber hinaus adressiert das IKTS gemeinsam mit Projektpartnern die Entwicklung weiterer Komponenten (polymere Ableiterfolie, polymerer Elektrolyt, Dichtung). Es wird eine Synthese für LNMO erarbeitet, welche vom Labormaßstab bis in ein kommerzielles Verfahren skaliert werden kann. Durch eine Kombination von gezielten Synthesen und analytischen Methoden (XRD, RAMAN, SEM, BET) soll der Zusammenhang zwischen Synthesebedingungen und die elektrochemischen Eigenschaften beeinflussenden Materialeigenschaften ermittelt werden. Es werden die Eigenschaften einer neuartigen polymeren Ableiterfolien untersucht (Rauheit, Porosität, Homogenität/Reinheit der Oberfläche; Zugfestigkeit, Dehnbarkeit) und ihre Eignung im Batteriesystem (Lösemittel- und Temperaturbeständigkeit, elektrochemischen Stabilität) ermittelt. Dazu erfolgen Beschichtungsversuche und das Verhalten der Beschichtung zu der Ableiterfolie und ihre Verarbeitbarkeit sind Gegenstand der Charakterisierung. Ausgehend von diesen Erkenntnissen soll eine optimale Schlickerzusammensetzung ermittelt werden (Aktivmaterial, Leitfähigkeitsadditiv, Polymerelektrolyt, ggf. zusätzliche Bindemittel). Es werden nasschemische (mit temporärem Lösungsmittel) als auch lösungsmittelfreie Verfahren untersucht. Für eine Butyl-Kautschuk-basierte Dichtlösung werden die chemische Materialbeständigkeit, die elektrischen Isolationseigenschaften sowie die mech. Stabilität im Rahmen von Auslagerungsversuchen betrachtet und charakterisiert.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: KMS Technology Center GmbH.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Glatt Ingenieurtechnik GmbH.
Das Projekt "EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT, EMBATT2.0 - Material- und Prozessentwicklung für die effiziente Fertigung der großformatigen Bipolarbatterie EMBATT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr.IAV GmbH hat sich zum Ziel gesetzt, ein innovatives Zelldesign einer Lithium-Ionenbatterie unter der technischen Maßgabe zu erforschen, so dass Energiedichten auf Systemebene von mindestens größer als 450 Wh/l und Kosten kleiner als 200 Euro/kWh erreicht werden. Für den propagierten Ansatz einer großflächigen Bipolarzelle sind die Erforschung geeigneter Materialkombinationen, neuer Fertigungsmethoden, sowie eines Simulationstools/Sicherheitskonzepte notwendig. Für IAV ergeben sich folgende Aufgaben: - Lastenheft für Anwendungskonzepte und Demonstrator (zusammen mit SWIN und BMW) - Design (Fahrzeugkonzept) und Demonstrator - Aufbau Demonstrator (ca. A4, Zusammen mit Partnern) - Elektrochemische Simulation und Modellierung des entwickelten Stackkonzeptes und Verifikation und Validierung am Analyseprüfstand, Prüfung ob Modell auch im Fahrzeug berechnet werden kann. - Entwicklung Prüfstands-BMS für EMBATT, Untersuchung auf modifizierter Funktionsanforderungen - Untersuchung von Performance und Sicherheit an Demonstratoren - Entwicklung eines Batteriemanagementsystems angepasst auf die elektrischen, thermischen und sicherheitsrelevanten Anforderungen des EMBATT-Konzepts - Erstellen eines Fertigungskonzeptes mit Zielkosten für das Gesamtsystem kleiner als 200 Euro/kWh (Unterstützung von TKSY) Im Gesamtprojekt gibt es 6 Arbeitspakete. IAV wird sich an allen beteiligen und benötigt ebenso entsprechende Zuarbeit für die Materialcharakterisierung aller Partner für das Arbeitspaket 6. Details dazu sind in der GVB näher beschrieben. In der Rolle der Arbeitspaketverantwortung für AP6 übernimmt IAV auch die Koordination aller in diesem sattfindenden Tätigkeiten. IAV gliedert seine Themen in 5 Unterarbeitspakete: - AP6.1 Lastenheft EMBATT2.0 - AP6.2 Elektrochemische Modellentwicklung - AP6.3 Modellvalidierung, Performance- und Sicherheitstests - AP6.4 Fertigungskonzept EMBATT2.0 - AP6.5 Überwachungssystem EMBATT2.0 Die genauen Arbeitsinhalte sind der TVB näher beschrieben.
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