Ziel des Verbundprojekts 'ARTEMYS' ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung am Standort Deutschland gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten / Universtitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges Know-how von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektroden-prozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt. Der Lehrstuhl für Funktionsmaterialien der Universität Bayreuth ist innerhalb des Gesamtprojekts im Arbeitspaket AP 5.2 vertreten. Hier soll die Möglichkeit der Darstellung von Festelektrolytschichten mittels aerosolbasierter Kaltabscheidung untersucht werden. Die ausführliche Beschreibung der einzelnen Unterarbeitspakete wird als Anlage hinzugefügt. Der Übersichtlichkeit halber bleiben die Bezeichnungen und Nummerierungen des Gesamtprojektes erhalten.
Ziel des Verbundprojekts 'ARTEMYS' ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung am Standort Deutschland gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten / Universitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges KnowHow von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektrodenprozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt
Ziel des Verbundprojekts 'ARTEMYS' ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten / Universitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges Know-how von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektrodenprozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt
Ziel des Verbundprojekts 'ARTEMYS' ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung am Standort Deutschland gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten / Universtitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges Know-how von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektroden-prozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt
Ziel ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung am Standort Deutschland gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten / Universtitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges Know-how von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektroden-prozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt. Die wissenschaftlichen Herausforderungen der Darstellung einer Festkörperbatterietechnologie werden im Projekt auf Basis einer detaillierten Elektroden- und Stackauslegung für Komposit-kathoden und Separatoren mit Festkörperionenleitern sowohl durch die Entwicklung geeigneter Fertigungstechnologien (bspw. neue skalierfähige Sintertechnologien oder Kaltabscheideverfahren) als auch durch eine geeignete Wahl der Kombination von Aktivmaterial und Ionenleiter, inklusive der Optimierung von Korn-, Oberflächen und Mikrostruktur für den Aufbau der Elektroden, adressiert
Im IEK1-Teilprojekt sollen hochskalierbare, 10-150 Mikrometer dicke Festelektrolyte aus Lithium-ionenleitenden (glas)keramischen Materialien durch den Foliengießprozess hergestellt werden. Der Schwerpunkt des HI MS-Teilprojektes liegt auf der Erforschung verschiedener Herstellungsrouten von Elektroden und Zellen mit unterschiedlicher Geometrie sowie auf deren elektrochemischer Charakterisierung. IEK-1: Folgende Arbeitsschritte sollen durchgeführt werden: 1. Herstellung von einlagiger dichten, mechanisch stabilen und gut leitenden Elektrolytschichten. 2. Herstellung von doppellagigen Schichtsystemen, die aus einer dichten und einer porösen Schicht bestehen. 3. Aufbringung der Kathodenmaterialien auf den Elektrolytschichten durch Siebdruck oder Infiltration. Dabei werden sowohl geeignete Materialkombinationen als auch Sinterbedingungen für Kathodenpasten und Infiltrationslösungen untersucht und optimiert. 4. In Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern werden umfassende Untersuchungen zum elektrochemischen Zyklierverhalten durchgeführt und dementsprechend die Prozesse in oben geschriebenen Arbeitsschritten 1-3 optimiert. HI-MS: Es sollen auch die von den Partnern gelieferten Elektrolyte und Elektroden in Zellen mit unterschiedlichem Zelldesign eingebracht und hinsichtlich ihrer Eigenschaften in der Zelle charakterisiert werden. Standardisierte Testverfahren für die Festkörperzellen sollen in Zusammenarbeit mit den Materialherstellern erstellt werden. Dabei sollen die Testprotokolle auch galvanostatisches Zyklisieren bei verschiedenen Temperaturen zur Bestimmung von Kapazität und Zyklenlebensdauer sowie ggf. Impedanzspektroskopie zur Analyse des Innenwiderstandes umfassen. Die Ergebnisse fließen in Materialentwicklung (AP 2 bis 6) und das Zelldesign (AP 7.1) ein. Ziel ist es am Ende des Projektes eine komplette Batterie mit mindestens drei funktionierenden Wiederholeinheiten zu erstellen mit einer Energiedichte von größer als 800 Wh/L und einer Wunschlebensdauer der Zellen von 100 Zyklen.
Ziel des Verbundprojekts 'ARTEMYS' ist es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien zu erarbeiten, diese bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Somit wird sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine potentiell nachfolgende Industrialisierung am Standort Deutschland gelegt. Durch den Zusammenschluss von drei Forschungsinstituten/Universtitäten sowie acht Firmen zu einem Kompetenznetzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batteriefertigung, wird notwendiges Know-how von der Materialherstellung und -aufarbeitung über die Elektrodenprozessierung und Zellherstellung inklusive Fertigungsplanung bis hin zur Bewertung der Anwendung im Automobil gebündelt. Es wird ein Demonstrator für den Batchbetrieb für die thermische Behandlung von Kompositkathoden-Folien entwickelt, der an die zuvor evaluierten Randbedingungen anpasst ist. Besondere Aufmerksamkeit verdient hier der Ausbrand der organischen Bestandteile, bei dem zwangsläufig mit der Entstehung von CO2 gerechnet werden muss, das mit dem stark alkalischen Hilfselektrolyten zu Li2CO3 reagieren kann und folglich diesen degradiert. In den Prozess der thermischen Behandlung sind deshalb geeignete Maßnahmen zur Abführung von CO2 aus der Ofenatmosphäre einzubeziehen. Anhand der mit diesem Ofen darstellbaren Sinterprofile und Atmosphären können Randbedingungen für die Auslegung kontinuierlicher Ofenanlagen im industriellen Maßstab abgeleitet werden.
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