Die ExcellBattMat-Projekte

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In den insgesamt vier Forschungsprojekten werden im ExcellBattMat-Cluster zentrenübergreifend Materialkonzepte für Hochenergiebatteriesysteme der Zukunft erforscht. Die Projekte sind eng miteinander vernetzt, Ergebnisse werden im Rahmen einer digitalen Datenbank ausgetauscht. Darüber hinaus intensivieren Workshops die weitere Zusammenarbeit. Die Resultate der Aktivitäten auf den unterschiedlichen Plattformen werden im Rahmen von Cluster-übergreifenden Statusreffen regelmäßig mit dem Managementkreis diskutiert.

  • ExZellTUM III

    Exzellenzzentrum für Batteriezellen an der Technischen Universität München

    Schwerpunkte: 

    • Material
      • Charakterisierung: Anoden- und Kathoden-Materialien für Batteriesysteme der nächsten Generation
      • Einfluss des Elektrolyten auf Zelleigenschaften, innovatives Zelldesign
    • Modellierung
      • Simulation und Validierung elektrochemischer Modelle
      • Mechanische und thermische Modellierung neuer Materialien
    • Analytik
      • Material- und Elektrodenparametrisierung
      • Zellverhalten (elektrochemisch, thermisch, mechanisch)
      • Neutronen- und Röntgenmethoden
    • Digitalisierung
      • Messverfahren: Cluster-übergreifende Standardisierung
      • Erarbeitung von Datenstrukturen, automatisierte Auswertungen
    • Partner: Technische Universität München (EES, TEC, iwb, FRM II)

  • KaSiLi

    Strukturmechanische Kathodenadaption an Silizium- und Lithium-basierte Anodenwerkstoffe

    Das ExcellentBattery-Zentrum Dresden arbeitet schwerpunktmäßig an innovativen Batterieelektroden, die aus hauchdünnen Silizium- oder Lithiumschichten bestehen, um hohe Energiedichten zu erreichen.

    Schwerpunkte:

    • Entwicklung hochkapazitiver Si- und Li-basierter Anoden
      • Erhöhung der Zyklenstabilität sowie der volumetrischen Kapazität
      • Beeinflussung Mikrostruktur, galvanischer Bekeimungsansätze, Anpassung des Elektrolyten
    • Entwicklung hochkapazitiver Oxid- und Schwefel-basierter Kathoden
      • Fokus auf Ni-reichen NCM-Werkstoffen (LIB-Zellen mit Si/Li-Anoden
      • S8/C als Kathodensystem für Hochenergie-Li/S-Zellen
    • Strukturmechanische und elektrochemische Anpassung für Hochenergiezellen
      • Anpassung aller Zellkomponenten und Balancierung der Vollzellen
      • Maximierung der Energiedichte der Zellsysteme Li/S8, NMC/Si und NMC/Li
    • Entwicklung von Zell-Prototypen auf Basis von Li- und Si-Anoden
      • Modellgestütztes Zelldesign für und Aufbau von Multilagen-Pouchzellen
    • Partner: Fraunhofer (IWS, IKTS), TU Dresden (TUD-AC1, TU-ANW), NaMLab, Leibniz IFW

  • MEET-HiEnd III

    Materials and Components to Meet High Energy Density Batteries

    Schwerpunkte:

    • Entwicklung von Flüssigelektrolyten (Ausrichtung: LIB/LMB)
      • Schwerpunkte: Performance, Sicherheit, Funktion (T-Fenster, etc.)
    • Elektrodenformulierung und Strukturierung (LIB/LMB)
      • Inaktivmaterialien: Binder/Additive/Stromsammler
      • Material- und Elektrodenstrukturierung, z.B. LIB, LMB, Kathodenkomposite
    • Modellierung & Analyse
      • Materialspezifische Aspekte (z.B. thermodynamische bzw. MC- und MD-Simulation)
      • Fokus auf Alterung und wirtschaftliche Aspekte
    • Technologietransfer
      • Interaktion mit FestBatt/ProZell
      • Integration in Dachkonzept: „Innovations-Pipeline“
    • Partner: WWU (MEET, HI MS, IPC, IfbM), RWTH Aachen (ISEA, HI MS, GfE), FZ Jülich (IEK-1, IEK-2, IEK-9, HI MS-IEK12)

  • ExcellBattUlm

    Beschreibung folgt.