Startschuss für Batterieforschungsprojekt
19.02.20 (Allgemein) Autor:Stefan Hennigfeld
In der letzten Woche fiel der offizielle Startschuss für das europäische Batterieforschungsprojekt „SeNSE“. Fünf Forschungsinstitute und sechs Unternehmen aus sieben europäischen Ländern suchen in den kommenden vier Jahren gemeinsam nach Lösungen für die Lithium-Ionen-Batterie der nächsten Generation. Das Forschungsprojekt wird von Empa-Forscher Corsin Battaglia und seinem Team koordiniert.
Als Partner an Bord ist auch die schwedische Firma Northvolt, die in den nächsten Jahren zwei Großproduktionsanlagen (Gigafactories) für Fahrzeugbatterien in Europa errichten will. Die EU fördert SeNSE mit 10 Millionen Euro. Gegenwärtig kommen mehr als neunzig Prozent dieser Akkus aus Asien.
Die EU-Kommission hat daher 2017 die European Battery Alliance ins Leben gerufen, um Kompetenz und Fertigungskapazitäten dieser Schlüsseltechnologie in Europa aufzubauen. Alleine die europäische Nachfrage nach Lithium-Ionen Batterien wird bis zu zwanzig dieser Gigafactories notwendig machen. Die Forschung im Rahmen des Projekts SeNSE ist Teil dieser Initiative und wird vom EU-Forschungsförderprogramm Horizon 2020 getragen.
Die elf Forschungspartner von SeNSE – fünf Forschungsinstitute und sechs Industrieunternehmen – forschen in ihren Arbeiten an Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation – der sogenannten Generation 3b. Im Unterschied zu aktuellen Antriebsbatterien wird diese nächste Generation eine höhere Energiedichte sowie eine verbesserte Zellchemie und ein verbessertes Batteriemanagement besitzen: Statt Anoden aus reinem Graphit werden solche aus Silizium-Graphit-Composites angestrebt.
In der Kathode wird der Anteil an kritischem Kobalt weiter gesenkt. Neue Additive in der Elektrolytflüssigkeit sowie Schutzschichten sollen die Batterie langsamer altern lassen und mehr Ladezyklen möglich machen. Zu einer längeren Lebensdauer und besseren Schnellladefähigkeit werden auch neue Sensoren beitragen, die vom Inneren der Batteriezellen her Daten ans Batteriemanagement liefern.
Diese Daten sollen ein deutlich verfeinertes Temperaturmanagement im Vergleich zu heutigen Lithium-Ionen-Zellen erlauben. Die Nachhaltigkeit der Generation 3b-Zellen soll die heutige Generation ebenfalls übertreffen: Die Kathode soll ohne den Einsatz von brennbaren und toxischen Lösungsmitteln hergestellt werden, was die Serienproduktion der Zellen stark vereinfacht und verbilligt. Alle Aspekte der SeNSE-Forschung sind darauf ausgerichtet, die Zellen der nächsten Generation in europäischen Gigafactories herzustellen.
Um im Wettbewerb der Zukunft zu bestehen, sind deshalb besonders kostengünstige und Rohstoff sparende Produktionsmethoden entscheidend. Auch die Weiterverwendung gealterter Fahrzeugbatterien als stationäre Speicher und schließlich das Recycling der Batterien wird im Projekt SeNSE berücksichtigt. Die Entsorgung alter Batterien ist nach wie vor eines der Hauptprobleme. Hier müssen und sollen Lösungen gefunden werden.