HighSafeII - Nachhaltige, umweltfreundliche, sichere Hochenergiebatterien: Materialien, Zellen und Modellierungen

Die weitere Erhöhung der spezifischen Energie bzw. Energiedichte bei gleichzeitiger Gewährleistung langer Lebensdauer und hoher Sicherheit sowohl unter Operations- als auch Missbrauchsbedingungen ist die zentrale Herausforderung für die weitere Entwicklung von Energiespeichern sowohl für automobile als auch für stationäre Anwendungen. Hauptziel der taiwanesisch/deutschen Zusammenarbeit im Projekt HighSafe ist die Entwicklung von Schlüsselmaterialien für die nächste Generation von Hochenergiezellen, die die Anforderungen an Energiedichte, Lebensdauer, Sicherheit, Nachhaltigkeit und Verfügbarkeit der Rohstoffe erfüllen. Das Projekt ist multidisziplinär aufgebaut und verfolgt einen integrativen Ansatz, der alle Schlüsselkomponenten der Batterie, sowohl leistungsfähigere Aktivmaterialien als auch Passivkomponenten wie Additive, Binder, Separatoren und Elektrolyte umfasst. Die Zusammenarbeit zwischen den taiwanesischen und den deutschen Forschungsgruppen ist sehr gut etabliert. Ein Schwerpunkt der Kooperation liegt neben der Weiterentwicklung von Lithium-Ionenbatterien auch auf Lithummetallbatterien bzw. anodenfreien Batteriekonzepten liegen wird, da durch Ersatz der negativen Elektrode durch Lithiummetall noch einmal eine deutliche Steigerung der Energiedichte zu erwarten ist. In enger Zusammenarbeit mit den taiwanesischen Partnern werden die folgenden Ziele verfolgt: • Erhöhung der Energiedichte (volumetrisch und gravimetrisch) mittels der Entwicklung optimierter Elektrodenmaterialien und neuer Elektrodenkonzepte • Erhöhung der Lebensdauer und Sicherheit von Hochenergiezellen mit Hochvoltkathodenmaterialien und Silizium basierten Elektroden • Verbesserung der Sicherheit dank geeigneter Elektrolytsysteme mit einer verbesserten thermischen und elektro-/chemischen Stabilität