Neue Batterie-Diagnosestraße in Braunschweig

An der Battery LabFactory Braunschweig (BLB) entsteht eine Batterie-Diagnosestraße. Mit den dort gewonnenen Erkenntnissen über die Alterungsprozesse wollen die Forscher die Batterieproduktion gezielt anpassen, um die Zellen zu verbessern.

Kurz gesagt: In dieser neuen Laboreinheit der TU Braunschweig wird untersucht, wie Batteriezellen altern und wie diese länger fit bleiben können. So wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Materialien direkt mit der Alterung in Verbindung bringen. Mit diesen Erfahrungen sollen die Material-Zusammensetzungen oder die Produktionsprozesse entsprechend optimiert werden.

Die neue Diagnosestraße soll es der Mitteilung zufolge ermöglichen, eine reproduzierbare, systematische Alterungsanalyse zu erstellen, da die Strukturen und Daten von den dort produzierten Elektroden und Zellen genau bekannt sind. Damit könne die Güte von Produktionsparametern im Zusammenhang mit der Zell-Anwendnung, also der Art der Belastung bei der Nutzung, in Zusammenhang gebracht werden. Die Braunschweiger Forscherinnen und Forscher erhoffen sich so ein detailliertes Verständnis über Mechanismen und Prozesse, die zur Alterung von Batterien und schließlich zum Batterielebensende führen.

Für die Diagnosestraße in der BLB werden sogenannte Gloveboxen, also „Handschuhkästen“, die vom Arbeitsraum hermetisch und gasdicht abgeschlossen sind, in einem zusammenhängenden System aufgebaut und mit Messgeräten ausgestattet. Die Gasdichtheit der Anlage ist nötig, da die Aktivmaterialien der einzelnen Batteriekomponenten mit Luft reagieren.

In dem Test selbst wird mit den Zellen eine typische Nutzung über Be- und Entladen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen simuliert. Im Anschluss werden die Batterien in den Gloveboxen geöffnet und gezielt auf Veränderungen an Elektroden, Elektrolyt und Separatoren in physikalisch-elektrochemischen Analysen untersucht. Hier geht es um klimatische, mechanische, chemische, elektrische und elektrochemische Einflüsse.

In einem optionalen, weiteren Schritt können auch Zellen mit einem Mix aus „gealterten“ und neuen Komponenten wieder zusammengebaut und erneut getestet werden. Von diesen Tests mit einer isolierten Variablen wollen die Braunschweiger Experten den Alterungsmechanismen noch genauer auf die Spur kommen.

Gefördert wird das Vorhaben mit 500.000 Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung.

Unter Leitung der TU Braunschweig hatten erst Anfang März acht Konsortialpartner aus Industrie und Wissenschaft den Grundstein für ein europaweites Netzwerk aus Pilotlinien gelegt, die sich mit der Forschung und Entwicklung rund um die Produktion moderner Lithium-basierter Batteriezellen beschäftigen.

Durch die Schaffung des Netzwerks LiPLANET, kurz für „Li-Ion Pilot Lines Network“, soll die industrielle Serienfertigung moderner Batterietechnologien beschleunigt werden. Die Europäische Kommission fördert das Projekt für zwei Jahre. Im Rahmen des Programms Horizon 2020 stellt sie zwei Millionen Euro zur Verfügung.
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