ARTEMYS: Forschungsprojekt zur Produktion von Festkörperbatterien

In dem von der deutschen Bundesregierung geförderten Forschungsprojekt ARTEMYS arbeiten Forschungsinstituten und Industriepartnern an der Entwicklung von Materialien und Produktionstechnologien für Festkörperbatterien. Die neue Batterie soll auch ohne Polymeranteile auskommen.

Im Projekt werden geeignete Prozesstechnologien erarbeitet, um unter anderem vollkeramische Festkörperbatterien herzustellen. Als Forschungsinstitut ist unter anderem das Fraunhofer IKTS beteiligt. Zu den Industriepartner gehören international bekannte Konzerne wie etwa BMW, BASF und Thyssenkrupp – aber auch kleinere Unternehmen wie Rehm Thermal Systems aus Blaubeuren-Seißen.

Bei der vollkeramischen Festkörperbatterie bestehen sowohl die Kathoden als auch der Elektrolyt aus oxidischen oder sulfidischen Materialien, die von den Partnern im Projekt entwickelt werden. Diese Batterien kommen somit nicht nur ohne flüssige Komponenten aus, sondern auch ohne Polymeranteile. Die Forscher planen, insbesondere Kompositkathoden, in denen die Aktivmaterialien mit Festkörperelektrolyten gemischt werden, und Festelektrolytseparatoren einzusetzen, also Festkörperelektrolyte, die auch gleichzeitig den Separator darstellen. Rehm arbeitet laut einer Mitteilung hierbei an „skalierbaren Fertigungslösungen für die Trocknung und Sinterung von oxidischen Kompositkathoden und Festelektrolytseparatoren“.

Nach eigenen Angaben verfügt Rehm über jahrelange Erfahrung mit Trocknungsprozessen für unterschiedliche industrielle Anwendungen, aber auch bei Beschichtungssystemen. Beides kommt auch schon bei Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt zum Einsatz, kann aber etwa auch für das Trocknen der Elektroden-Folien in dem ARTEMYS-Projekt eingesetzt werden. Das sogenannte „Reel-to-Reel-Trocknungssystem RDS Battery“ kann die Trocknungstemperatur entweder über Infrarotstrahlung, Konvektion oder eine Kombination aus beidem regulieren. Zudem sollen Coatingsysteme von Rehm beim Kleben und Beschichten im Aufbau der Akku-Systeme und der Leistungselektronik eingesetzt werden.

Von den Festkörperbatterien erhoffen sich die Forschungspartnern eine höhere Energiedichte, kürzere Ladezeiten, längere Lebensdauer, verbesserte Sicherheitseigenschaften sowie umwelt- und ressourcenschonende Herstellung. Neben dem Einsatz als Elektroauto-Akku können die neuen Akkus mit ihren Vorteilen bei Energiedichte und Sicherheitseigenschaften auf in anderen Anwendungen Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyt ersetzen, so Rehm.
rehm-group.com