Das Ziel des Vorhabens revoLect besteht in der Schaffung neuartiger Elektroden mit leichten Stromkollektoren auf Gewebebasis für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und einer signifikanten Erhöhung der spezifischen Energiedichte. Der Einsatz von reinem Silizium als aktives Anodenmaterial in Kombination mit einer leichten und angepassten Gewebestruktur soll dafür mit die Grundlage bilden. Das Ziel des FEP besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur vorteilhaften Abscheidung des Siliziums auf neuartigen Geweben. Die Schichtdicke des Siliziums und die Gewebestrukturen sind so aufeinander abzustimmen, dass hinsichtlich der gravimetrischen Energiedichte der Anode ein Optimum erzielt wird. Ein weiteres Ziel besteht in der Entwicklung eines dazu passenden und ökonomisch attraktiven Rolle-zu-Rolle Verdampfungsprozesses, mit dem bei einer Prozessgeschwindigkeit von 1m/min eine Schichtdicke von mindestens 9µm Silizium abgeschieden werden kann, was einer Kapazität von ca. 3 mAh/cm² entspricht.
Der Verkehrssektor muss einen Beitrag leisten, um die Klimaziele der Bundesregierung und der EU zu erreichen. Wasserstoff und Brennstoffzellen (BZ) werden hierbei eine wichtige Rolle spielen. Hierfür müssen diese jedoch schnell und kostengünstig in großer Stückzahl gefertigt und nach Assemblierung erstkonditioniert werden. Die Erstkonditionierung einer BZ kann direkt mit der mehrere kostenintensive Tage währenden Formierung von Lithiumionenbatterien verglichen werden. Eine analoge (zeitaufwendige) Situation muss für BZ vermieden werden, weshalb der Konditionierschritt durch automatisiert und zeitlich minimiert werden muss. Am ZSW werden die wissenschaftlichen Grundlagen für die verkürzte Konditionierung erforscht. Basierend auf den Erkenntnissen werden Empfehlungen zur Umsetzung gegeben. Das Institut fokussiert sich daher in AP 1 und 2 auf die grundlagenorientierten Bereiche. Aus Literatur und eigenem Know-how abgeschlossener und laufender Fördervorhaben werden Konditioniermethoden recherchiert und auf Tauglichkeit mit aktuellem Zell-Material und -Designs untersucht. Im Projekt werden analytische Methoden zur Verfolgung des Konditionierungsfortschritts mittels chemischer Spurenanalytik des Produktwassers entwickelt und der Erfolgsgrad mittels Leistungs- und Lebensdaueruntersuchungen ermittelt.
Das Ziel des Verbundvorhabens revoLect besteht in der Schaffung neuartiger Elektroden mit leichten Stromkollektoren auf Gewebebasis für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und einer signifikanten Erhöhung der spezifischen Energiedichte. Die Arbeiten werden in entsprechende Teilprojekte der einzelnen Partner aufgegliedert. Das PEM der RWTH Aachen ist maßgeblich in den Arbeitspaketen 6 und 7 beteiligt. In diesen Arbeitspaketen steht die Auslegung und Produktion der Batteriezellen aus den, durch die Projektpartner, zur Verfügung gestellten Geweben auf Polymer-, Carbon- und Glasfaserbasis. Am PEM wird zunächst der Kalander der Pilotanlage zur Zellproduktion auf das Rolle-zu-Rolle Verfahren adaptiert. Parallel dazu wird die zu produzierende Zelle in Abstimmung mit den Projektpartnern dimensioniert. Danach wird zunächst der Slurry auf die im Vergleich zu Kupfer- bzw. Aluminiumfolien abweichenden Eigenschaften von Geweben angepasst und Beschichtungsversuche gefahren. Nach der erfolgreichen Parameterbestimmung zur Beschichtung werden die Batteriezellen assembliert und formiert. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Kontaktierung der Elektrodensheets. Da diese nicht aus Aluminium/ Kupfer bestehen muss hier ggf. auf alternative Verfahren zum üblichen Ultraschallschweißen zurückgegriffen werden. Die Batteriezellen werden im Anschluss hinsichtlich ihrer Performance getestet und die Werte mit Referenzzellen verglichen. Die Referenzzellen werden ebenfalls am PEM gefertigt und mit Kupfer- bzw. Aluminiumfolien als Stromableiter aufgebaut.
Das Ziel des Vorhabens revoLect besteht in der Schaffung neuartiger Elektroden mit leichten Stromkollektoren auf Gewebebasis für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und einer signifikanten Erhöhung der spezifischen Energiedichte. Der Einsatz von reinem Silizium als aktives Anodenmaterial in Kombination mit einer leichten und angepassten Gewebestruktur soll dafür mit die Grundlage bilden. Das Ziel des FEP besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur vorteilhaften Abscheidung des Siliziums auf neuartigen Geweben. Die Schichtdicke des Siliziums und die Gewebestrukturen sind so aufeinander abzustimmen, dass hinsichtlich der gravimetrischen Energiedichte der Anode ein Optimum erzielt wird. Ein weiteres Ziel besteht in der Entwicklung eines dazu passenden und ökonomisch attraktiven Rolle-zu-Rolle Verdampfungsprozesses, mit dem bei einer Prozessgeschwindigkeit von 1m/min eine Schichtdicke von mindestens 9µm Silizium abgeschieden werden kann, was einer Kapazität von ca. 3 mAh/cm² entspricht.
Das Ziel des Verbundvorhabens revoLect besteht in der Schaffung neuartiger Elektroden mit leichten Stromkollektoren auf Gewebebasis für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und einer signifikanten Erhöhung der spezifischen Energiedichte. Die Arbeiten werden in entsprechende Teilprojekte der einzelnen Partner aufgegliedert. Das Ziel im Teilprojekt des Partners Customcells Holding GmbH ist es, eine Beschichtung des neuartigen Substrats mit einem Elektrodenpaste unter industrieüblichen Bedingungen durchzuführen. In anschließenden elektrochemischen Messungen soll die Leistungsfähigkeit von Batteriezellen mit den ultraleichten Stromsammlern auf Gewebebasis untersucht werden. So soll nicht nur gezeigt werden, dass das Material als Substrat für Lithium-Ionen-Batterien verarbeitet werden kann, sondern auch, dass es sich lohnt.