Silizium-Anoden könnten Lithium-Batterien revolutionieren – Forscher arbeiten an Durchbruch
Hans-Jürgen Peukert
Silizium-Anoden könnten Lithium-Batterien revolutionieren – Forscher arbeiten an Durchbruch
Forschungsprojekt FACILE: Silizium-basierte Materialien sollen Lithium-Ionen-Batterien revolutionieren
Ein neues Forschungsvorhaben mit dem Namen FACILE arbeitet daran, Lithium-Ionen-Batterien mithilfe fortschrittlicher Materialien auf Siliziumbasis zu verbessern. Ziel der Initiative ist es, die Energiespeicherkapazität zu steigern und gleichzeitig die Umweltbelastung zu verringern. Gefördert vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, vereint das Projekt vier zentrale Partner, darunter das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Ulm.
Im Mittelpunkt von FACILE steht die Entwicklung von Silizium-Anoden, die das herkömmliche Graphit in Lithium-Ionen-Batterien ersetzen sollen. Silizium kann mit bis zu 4.200 Milliamperestunden pro Gramm mehr als das Zehnfache an Energie speichern – leidet jedoch unter starken Volumenänderungen während des Ladevorgangs. Um dieses Problem zu lösen, arbeiten die Forscher an flexiblen Vliesstoff-Substraten, die das Material stabilisieren sollen.
Das ZSW in Ulm übernimmt die Leitung der Tests zu faserbasierten Silizium-Anoden in Kleinzellen. Zu den Aufgaben gehört die Optimierung der Herstellungsverfahren sowie die Hochskalierung für größere Batteriezellen. Das Projekt deckt dabei die gesamte Wertschöpfungskette ab – von der Materialentwicklung bis zur fertigen Zellenmontage. Koordiniert wird die Zusammenarbeit von der centrotherm international AG; beteiligt sind zudem die Phoenix NonWoven GmbH & Co. KG, das ISC Konstanz e.V. und die Universität Konstanz. Mit einer Förderung von 1,28 Millionen Euro strebt das Team an, die Energiedichte der Anoden innerhalb von 24 Monaten um bis zu 250 Prozent zu erhöhen.
Bei Erfolg könnte das Projekt zu Batterien mit deutlich höherer Energiedichte und einem geringeren ökologischen Fußabdruck führen. Durch die Lösung der Stabilitätsprobleme von Silizium wollen die Forscher diese fortschrittlichen Anoden für den kommerziellen Einsatz fit machen. Die Ergebnisse könnten die Zukunft der Batterietechnologie für Branchen prägen, die auf Hochleistungs-Energiespeicher angewiesen sind.
