Glas-Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien – GlasSeLIB
Lithium-Ionen-Batterien (LIB) finden in nahezu allen mobilen Geräten und zunehmend in Elektrofahrzeugen ihren Einsatz. Die Zellen müssen nicht nur leistungsstark sein und eine hohe Lebendauer besitzen, sondern auch in Extremsituationen sicher sein. Im Projekt GlasSeLIB soll ein hierfür entscheidendes Bauteil weiterentwickelt werden: Der Separator.
Um immer längere Nutzungszeiten für tragbarer Endgeräte oder höhere Reichweiten für Elektrofahrzeuge zu ermöglichen, sind Batteriehersteller gezwungen, den Anteil von Elektroden-Aktivmaterialien zu erhöhen und gleichzeitig den Anteil chemisch-passiver Elemente wie Stromkollektoren oder Separatoren zu reduzieren.
Separatoren sorgen für die räumliche Trennung der Elektroden und verhindern so einen Kurzschluss. Üblicherweise werden mikroporöse Polymerfolien als Separatoren verwendet, die nur bedingt temperaturstabil sind und eine vergleichsweise geringe ionische Leitfähigkeit im Elektrolyten aufweisen. Die Partner im GlasSeLIB-Verbund haben sich zum Ziel gesetzt, einen Glas-Separator zu entwickeln, der temperaturstabiler ist als bisherige Separatoren und zudem durch eine besondere Zusammensetzung chemisch aktiv ist und so die Zellalterung verlangsamt. Die größte fertigungstechnische Herausforderung ist die Reduzierung der filigranen Glasmembranen auf unter 20µm, was für den Einsatz in modernen Zellen zwingend erforderlich ist.
Dazu werden an der Universität Bayreuth neue Glaszusammensetzungen und Fertigungsverfahren entwickelt und zusammen mit den Partnern Füller Glastechnologie und Vitrulan zu Glas-Separatoren verarbeitet und assembliert. Am Bayerischen Zentrum für Batterietechnik der Universität Bayreuth werden diese Separatoren unter Laborbedingungen getestet, bevor sie beim Industriepartner VARTA auf ihre Eignung für den Einsatz in kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien geprüft werden.
Projektprofil
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Laufzeit: 01.03.2021 - 31.08.2024 Förderung: Bayerische Forschungsstiftung Projektpartner: |
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| Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Thorsten Gerdes, Dr.-Ing. Andreas Rosin | |
Weiterführende Links
Beschreibung des Projekts bei der Bayerischen Forschungsstiftung