Technologie

Bei der Gestaltung der Elektromobilität von morgen arbeiten die Partner des EMBATT-Konsortiums gemeinsam daran, Methoden zur Herstellung der großflächigen Bipolarbatterie zu etablieren, um mit einer neuartigen Energiespeichertechnologie den Anforderungen der Automobilindustrie an Sicherheit, Leistungsfähigkeit, Reichweite, Lebensdauer und Herstellungskosten gerecht zu werden.

Kern des EMBATT-Ansatzes ist ein Konstruktionsprinzip, das für Brennstoffzellen bereits etabliert ist und nun auf Lithium-Ionen-Batterien übertragen wird. Die Basis bilden gestapelte großflächige Elektroden in bipolarem Schichtaufbau. Die EMBATT-Bipolarbatterie besteht aus Zellen, die in einer Stackbauweise derart gestapelt sind, dass der Ableiter der negativen Elektrode einer Zelle die Kontaktierung der positiven Elektrode der nächsten Zelle darstellt. Damit teilen sich zwei in Reihe geschaltete elektrochemische Zellen die Ableiter – eine Seite der Bipolarelektrode dient als Anode in einer Zelle und die andere Seite als Kathode in der nächsten Zelle. Je größer und dicker die Elektroden sind, desto höher ist die Kapazität der Batterie.

Diese Stapelstruktur erzielt eine variable Systemspannung sowie hervorragende Leistungsparameter. Direkt ins Chassis eines Fahrzeugs integriert, ermöglicht es der Aufbau der Bipolarbatterie EMBATT durch verringerte Systemkomplexität und den Einsatz moderner Aktivmaterialien, wesentlich mehr elektrische Energie an Bord mitzuführen. Entscheidend dafür ist die Stapelbauweise aus großflächigen Bipolarelektroden, die es erlaubt, mehr speicheraktive Masse in einem Batteriesystem zu integrieren. Elektrofahrzeuge mit einer Reichweite von mehr als 500 km könnten somit bald den alltäglichen Straßenverkehr bereichern.



Die Vorteile von EMBATT im Überblick

  • weniger komplexer Aufbau

  • mehr Energie im Fahrzeug

  • höhere Leistungsfähigkeit



NEUES BATTERIEDESIGN: BIPOLARE STAPELBAUWEISE + BESONDERER MATERIALMIX

Die Projektpartner wollen den Aufbau von Lithium-Ionen-Batteriesystemen grundlegend verändern. Weg von der Komplexität modularer Systemlösungen mit einer Vielzahl einzeln verschalteter Batteriezellen hin zu kompakten, systemintegrierten Batterien.

Neben der bipolaren Stapelbauweise setzen die Projektpartner auf Aktivmaterialien mit hoher Sicherheit und Kapazität.
Aktuell kommt in der Anode Lithium-Titanat zum Einsatz. In der Kathode wird Lithium-Nickel-Mangan-Spinell zum Erreichen hoher Zellspannungen eingesetzt. Vorteil dieser Kombination: Langlebigkeit und  hohe Energiedichte der beiden Aktivmaterialien garantieren optimale Systemeigenschaften (500 Wh/l).


Ziel der zukünftigen Forschung wird es sein, hier alle entwickelten Materialien der Lithium-Ionen-Technologie einzusetzen.

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