Laufzeit: 01.04.2022 – 31.03.2024
Forschungseinrichtung:
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Dresden
Abstract
Die Elektromobilität stellt seit mehreren Jahren ein Thema dar, mit dem sich die Automobilindustrie, die Bundesregierung und die EU auseinandersetzen, und sehr ambitionierte Ziele formuliert haben. Aktuelle Entwicklungen der Elektromobilität, die insbesondere von der Automobilindustrie vorangetrieben werden, erfordern die Entwicklung und Fertigung zuverlässiger und langlebiger Batterien. Zur Abdeckung des zukünftigen Bedarfes müssen neben den Fertigungsstätten für komplette Batteriesysteme auch neue, skalierbare Prozesstechnologien für optimierte Halbzeuge und Rohstoffe (z.B. Aktivmaterialpulver) verfügbar sein. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass Hersteller von Beschichtungsanlagen, Dienstleister/Lohnbeschichter und Anbieter von Rohstoffen gerade am Anfang der Wertschöpfungskette der Batteriefertigung partizipieren können. Ein Problem beim heutigen Stand der Technik für Lithiumionenbatterien ist die Nutzung von kobalthaltigen Aktivmaterialen. Obwohl Kobalt teilweise aus Recyclingprozessen gewonnen werden kann, stellt der Abbau von Kobalterzen im Tagebau in der Demokratischen Republik Kongo noch immer die Hauptressource bei der Gewinnung dieses Metalls dar. Aus diesem Grund besteht ein Hauptziel in diesem Projekt darin, eine Technologien zu entwickeln, die die Nutzung von Kobalt oder anderen kritischen Rohstoffen vermeidet oder stark minimiert, um damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Technologieentwicklung zu leisten. Im Projekt wird deshalb das Co-freie Hochvoltmaterial LiNi0,5Mn1,5O4 sowie ein hoch-nickelhaltiges NCM mit geringem Co-Anteil (10%) verwendet werden. Im Projekt sollen Beschichtungen auf Aktivmaterialien entwickelt und evaluiert werden, die die Verwendung Co-freier bzw. Co-armer Aktivmaterialien deutlich erleichtern und vorantreiben. Wesentliche Ziele im Projekt sind die Erhöhung der Energiedichte und Lebensdauer der Batterien sowie die Vermeidung von Degradation des Elektrolyten durch geeignete Beschichtung des Aktivmaterials.
