Forschung an leichten LMFP-Batterien für E-Flugzeuge

Ein Konsortium rund um Varta und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) will leichte und sichere LMFP-Batterien (Lithium-Ionen) für elektrisches Fliegen entwickeln. Dafür soll unter anderem eine LFP-Kathode um Mangan erweitert werden, um die Energiedichte zu erhöhen.

Projektpartner sind das ZSW sowie die Industrieunternehmen Johnson Matthey Battery Materials, Varta (Kooerdination) und Coperion. Fördersumme 1,6 Millionen Euro, Laufzeit bis 31. Oktober 2024.

In dem Vorhaben sollen neue Aktivmaterialien mit hoher spezifischer Energie und Sicherheit entwickelt werden sowie die Prozesse, um sie zu Batterieelektroden zu verarbeiten. Kritische und teure Materialien sollen substituiert werden. Sowohl Anode als auch Kathode werden statt mit dem schädlichen Lösungsmittel NMP wässrig prozessiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen für die industrietaugliche Herstellung von Rundzellen genutzt werden.

„Ein wichtiges Projektziel wird sein, kobaltfreie Kathodenmaterialien durch die Entwicklung geeigneter Prozessbedingungen in zukünftigen Batterien zum Einsatz zu bringen. Auf der Anodenseite soll durch den Einsatz von Siliziumoxid der Energieinhalt deutlich erhöht werden. Neu ist auch, dass die Herstellung beider Elektroden wasserbasiert erfolgt, also ohne die Nutzung der heute üblichen, toxischen Lösungsmittel.“
Prof. Dr. Markus Hölzle, ZSW-Vorstandsmitglied und Leiter des Geschäftsbereichs Elektrochemische Energietechnologien

Im Ergebnis sollen Batteriezellen stehen, die verglichen mit einer bereits verfügbaren LFP-Zellchemie eine um bis zu 20 Prozent höhere Energiedichte aufweisen sollen. Eine der Maßnahmen: Statt Lithiumeisenphosphat soll „ intrinsisch sicheres“ Lithiummanganeisenphosphat (LMFP) verwendet werden. Beide Materialien sind frei von den kritischen Rohstoffen Nickel und Kobalt, jedoch enthält LMFP mehr Energie als LFP. Weitere Maßnahmen sind eine Erhöhung der Flächenkapazität um 40 Prozent (verglichen mit der LFP-Kathode) sowie der Einsatz von Siliziumoxid in der Anode und die wasserbasierte Beschichtung.

Bild oben: Im Forschungsprojekt erforscht das ZSW mit drei Industriepartnern die Extruder-basierte Herstellung von Elektroden mit umweltverträglichen und hochkapazitiven Materialien. (Quelle: ZSW)


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, Electrive

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