ECO COM’BAT: Nachhaltigere Hochvolt-Batterien entwickelt

Im Rahmen des EU-finanzierten ECO COM’BAT haben zehn Partner aus Industrie und Forschung seit April 2016 an nachhaltigeren Hochvolt-Lithium-Ionen-Batterien gearbeitet. Wie der Projektkoodinator Fraunhofer ISC nun mitteilt: offenbar mit Erfolg.

Ziel des Projekts war es, umweltfreundliche und leistungsstarke Materialien für die nächste Generation von Hochvolt-Lithium-Ionen-Batterien zu kombinieren und ihre Produktion zu verbessern. Dabei waren mehrere Materialien im Fokus – neben dem bekannten Kobalt auch Fluor. „Die Hauptaufgabe des ECO COM’BAT-Projekts bestand darin, konventionelle, oft teure, seltene oder sogar kritische Materialien wie Kobalt in den Elektroden und Fluor im Elektrolyten zu ersetzen“, sagt Projektkoordinator Andreas Bittner vom Fraunhofer ISC.

Über verschiedene Arbeitsschritte wurde eine Batteriezelle entwickelt, die mit 20 Prozent wengier Kobalt und über 60 Prozent weniger Fluor auskommt. In Form einer gängigen Pouch-Zelle soll die Neuentwicklung laut dem Fraunhofer ISC eine um bis zu 50 Prozent höhere Zyklenstabilität (bei 4,3 V) als die industriellen Referenzproben im Vergleichstest gezeigt haben.

Dafür wurde die NMC-622-Kathode speziell beschichtet und ein neuer Hochspannungselektrolyt eingesetzt. Diese wurden dann an die Anforderungen der Batteriezelle angepasst und optimiert. Da die beteiligten Forschungsinstitute auch mit den Materialherstellern Arkema und Umicore und den Zellherstellern Saft und Custom Cells zusammengearbeitet haben, wurde von Anfang an auf die mögliche Produktion geachtet. Die Forscher konnten bereits Losgrößen von bis zu 20 Kilogramm herstellen – meist dauert es von der Entwicklung einer neuen Zelltechnologie im Labor bis zur Produktion im größeren Maßstab deutlich länger.

Darüber hinaus wurde ein effizientes Recyclingkonzept entwickelt und getestet, um wertvolle Materialien wie Nickel, Kobalt, Graphit und Lithium nicht nur elementar, sondern auch in Form der verarbeiteten Funktionsmaterialien zurückzugewinnen. So soll ein hohes Maß an Nachhaltigkeit erreicht werden. Mit Umicore war ein bekannter Batterie-Recycler bereits an dem Projekt beteiligt.
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