Das Projekt "GO3: Hochenergie-Lithiumbatterien für automotive und stationäre Anwendungen, Teilprojekt: Weiterentwicklung und chemische Oberflächenmodifizierung des HE-NCM Kathodenmaterials und Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: BASF SE.Die Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Batterien bei gleichen Kosten stellt einen der wichtigsten Punkte dar, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu vergrößern und somit der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Derzeit sind Fahrzeuge mit Zelltechnologien der Generationen 1 und 2 im Einsatz, die Kathoden basierend auf LFP, LMO, NCA) oder NCM verwenden. HE-NCM (ein Kathodenmaterial der 3. Generation) stellt ein lithium- und manganreiches Kathodenmaterial dar, dass sich aufgrund seiner hohen Kapazität von über 200 mAh/g sehr gut für Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen eignet. Zudem besitzt es einen Kostenvorteil, da Mangan ein gegenüber Kobalt gut verfügbarer Rohstoff ist. Jedoch befindet es sich noch nicht in einem marktreifen Entwicklungsstadium. In GO 3 wird die BASF HE-NCM unter verschiedenen Gesichtspunkten verbessern. Dies beinhaltet: - Weiterentwicklung des Kathodenmaterials durch Methoden der chemischen Modifizierung und eine Verbesserung der klassischen Materialbeschichtung. - Neuartige Beschichtungsmethoden, die auf der Wechselwirkung von organischen Komponenten mit der Oberfläche von Übergangsmetalloxiden beruhen. - Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven. Sämtliche Arbeitspakete beinhalten sowohl die synthetischen, analytischen Aspekte, sowie umfassende elektrochemische Testung der Materialien in Labor-Zellformaten: - Zyklenstabilität und Impedanzaufbau (durch Bestimmung des flächenspezifischen Widerstands), Gasentwicklung und Kapazitätserhalt bei Ladezustand von 100% und Lagerung bei erhöhter Temperatur (z.B. 60°C) und Auflösungsverhalten von Übergangsmetallionen während Zyklisierung und Lagerung.
Das Projekt "GO3: Hochenergie-Lithiumbatterien für automotive und stationäre Anwendungen, Teilprojekt: Hochenergie-Lithium-Zellen Gen 3 für Automotive Anwendungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Robert Bosch GmbH.Im Rahmen des Projektes 'Go3' liegt der Fokus auf der Darstellung eines 'proof of concept' (POC) einer energieoptimierten Lithium-Ionen Zelle mit einer Energiedichte - 800 Wh/L und niedrigeren Kosten (in Euro/kWh). Diese Technologie beruht auf dem Einsatz und Kombination von Silizium/Kohlenstoff-basierte Anoden, HE-NCM- und HV-Spinell-Kathoden, hochvoltstabilen Elektrolyten und einem abgestimmten Zelldesign. Das Vorhaben erstreckt sich von der Materialentwicklung bis hin zur Zellentwicklung. Im Erfolgsfall werden prismatische Hochenergiezellen größer als 50 Ah als Funktionsmuster gezeigt. - Zellchemieentwicklung HE-NCM Graphit - Entwicklung von Si-Anoden und Anwendung in NCM-111 Si-Zellen - Prelithiierung von Si-Anoden - Zellchemieentwicklung HE-NCM Si-Anode - Validierung Aktivmaterialien der Partner MEET und Jacobsuniversität Bremen - Sicherheitsuntersuchungen - Zellsimulation Gen 3 Zelle - Betriebsstrategie Hochenergiezelle HE-NCM Si-Anode - Batteriemanagement für Gen 3 Technologien - Option: Hochskalierung Gen 3 Zellchemie in großformatigen prismatischen Zellen - Eignungsprüfung für Automotive und stationäre Anwendungen.
Das Projekt "GO3: Hochenergie-Lithiumbatterien für automotive und stationäre Anwendungen, Teilprojekt: Synthese und Charakterisierung von Hochenergie-Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Westfälische Wilhelms-Universität Münster, MEET Batterieforschungszentrum.Im Rahmen des Projektes 'Go3' liegt der Fokus auf der Darstellung eines 'proof of concept' einer energieoptimierten Lithium-Ionen Zelle mit einer erhöhten Energiedichte und niedrigeren Kosten. Diese Technologie beruht auf dem Einsatz von Anoden- und Kathodenmaterialien wie Silizium/Kohlenstoff-basierten Anoden sowie HE-NCM- und HV-Spinell-Kathoden in Verbindung mit hochvoltstabilen Elektrolyten und einem abgestimmten Zelldesign. Die Forschungsschwerpunkte des MEET Batterieforschungszentrums innerhalb des Go3-Projektes liegen zum auf der Materialsynthese, der Optimierung von Hochenergiekathoden und Hochenergieanoden sowie der elektrochemischen Charakterisierung dieser Materialien im Halb- und Vollzellen-Format. Zusätzlich umfasst ein weiterer wichtiger Punkt des Arbeitsplans die Evaluation von Pre-Lithiierungs-Methoden zur Steigerung der Energiedichte. Die Arbeitspakete sind untereinander stark vernetzt und lassen Informations-, Wissens- und Materialaustausch zu.