LiBEST2 - Lithium-Batterie-Konzepte mit hoher Energiedichte, Leistung und Sicherheit

Batterien mit verbesserter Energiedichte, bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Sicherheit, werden aufgrund der Weiterentwicklung und des umfassenden Einsatzes digitaler Technologien sowie für Anforderungen im öffentlichen und gewerblichen Verkehrssektor dringend benötigt. Zudem machen Umweltbelange wie mögliche Luftverschmutzung durch verbrennungsbasierte Technologien sowie die relativ schnelle Erschöpfung derzeit bekannter fossiler Brennstoffressourcen die Suche nach alternativen, nachhaltigeren Technologien zwingend erforderlich. Zur Erfüllung dieser Anforderungen ist die Entwicklung effizienter Energiespeicher von größter Bedeutung, insbesondere hinsichtlich der zu erwartenden Elektrifizierung der Transportflotten. Derzeit kommerzialisierte Lithium-Ionen-Batterien (LIB) verwenden typischerweise graphitische Materialien als Anode mit nichtwässrigen Karbonat-basierten Elektrolyten, die unter diversen Herausforderungen wie beispielsweise unzureichender Energiedichte sowie auch möglichen Sicherheitsbedenken und relativ hohen Kosten (pro Energieinhalt) leiden. Intensive Forschung hat bereits zu einigen Durchbrüchen auf dem Gebiet der LIBs geführt, wie z.B. hochenergetische Kathoden- und bessere Anodenmaterialien, oder ‘anodenfreie’ Systeme, zusätzlich zur Entwicklung mehrerer neuer Elektrolytkombinationen, die die erreichbare Batterieleistung bei reduzierten Kosten nennenswert erhöht haben. Trotz bedeutender Erfolge konzentrieren sich laufende Forschung derzeit darauf, technisch relevante Lösungen für Batterien mit ausreichend hoher Energiedichte, langfristiger Nutzbarkeit und gleichzeitig deutlich verbesserter Sicherheit bei günstigen Kosten zu entwickeln, und dabei idealerweise den ökologischen Fußabdruck eingesetzter Batteriekomponenten bei der Herstellung reduzieren.