„RoSiLIB“: Forschungsprojekt zu innovativer Silizium-Anode

Im Rahmen des neuen Projekts „RoSiLIB“ werden neue hochenergetische Anoden für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Damit sollen künftig großformatige Hochenergiebatteriezellen gefertigt werden können, die mit den bisherigen Anodenmaterialien mit hoher Energiedichte nicht herstellbar sind.

Die anvisierte innovative Anode werde im Projekt entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt, um den notwendigen Verbesserungen der Batteriezellen für die Elektromobilität gerecht zu werden, wie das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden mitteilt. Entscheidend sei dabei die Weiterentwicklung einer neuen kostengünstigen Herstellungsroute für nanoporöse Silizium-Mikroteilchen.

Am Projekt beteiligt sind das Fraunhofer IFAM und Helmholtz-Zentrum Dresden sowie die Unternehmen E-Lyte Innovations, Custom Cells, Nanoval und Von Ardenne. Gemeinsam wollen sie die „bisher ungelösten Herausforderungen großformatiger Zellen gleich auf mehreren Ebenen“ angehen. Demnach sollen sowohl für den Volumensprung des Aktivmaterials als auch das Ausgasen des Elektrolyten Lösungen entwickelt werden.

Die Weiterentwicklung des nanoporösen Siliziums ist innerhalb von „RoSiLIB“ am Fraunhofer IFAM angesiedelt. Wie das Institut schreibt, wollen die Forschenden die innere Struktur der Teilchen weiter an die Anforderungen der Batterie anpassen. Dazu müsse die Entstehung der Struktur bei der Pulververdüsung von Siliziumlegierungen besser verstanden werden.

Zudem will das Fraunhofer-Institut die chemische Aufarbeitung der Pulver weiterentwickeln. Dennoch bleibt alles im Labor-Maßstab: Am Ende des Projekts sollen die Prozesse so skaliert werden können, dass die Produktion von bis zu 500 Gramm nanoporösem Silizium am Tag möglich ist.

Das Teilvorhaben am Helmholtz-Zentrum befasst sich mit der nanoskopischen Charakterisierungen und Prozesssimulationen. Bei der in Münster ansässigen E-Lyte Innovations GmbH werden die passenden Elektrolyte entwickelt und hergestellt. Bei der Berliner Nanoval werden die Metall-Pulver für die Gewinnung des nanoporösen Siliziums weiterentwickelt und hergestellt. Von Ardenne entwickelt die Prozesse und Simulationen „zur Funktionalisierung von Pulvermaterialien für Lithium-Ion-Batterien“, während bei Custom Cells in Itzehoe die Elektroden aus dem nanoporösen Silizium entwickelt werden.

„RoSiLIB“ wird mit insgesamt 2,2 Millionen Euro gefördert. Die größte Einzelsumme mit 584.710 Euro geht an das Fraunhofer IFAM, gefolgt von 417.991 Euro für Nanoval und 380.234 Euro für esdner Helmholtz-Zentrum.
fraunhofer.de, enargus.de