SoLiS: Forschungsprojekt zu Pouchzellen mit LiS-Chemie

Das im Juli 2021 gestartete und vom Bund mit knapp 1,8 Millionen Euro geförderte Forschungsprojekt „SoLiS – Entwicklung von Lithium-Schwefel-Feststoffbatterien in mehrlagigen Pouchzellen“ zielt darauf ab, ein vielversprechendes Batteriekonzept aus der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung zu überführen.

Diese Grundlagenforschung basiert unter anderem auf dem Verbundprojekt „Liscell“, an dem das Fraunhofer- Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS aus Dresden bereits beteiligt war. „Bisherige Forschungsergebnisse sind ermutigend: im Labormaßstab ließ sich die grundlegende Machbarkeit einer Li-S-Feststoffbatterie bereits nachweisen“, schreibt das Fraunhofer IWS nun. „Jedoch existieren bisher zu wenig Daten zu anwendungsrelevanten Prototypzellen, sodass es bisher noch nicht möglich ist, die Technologie zu evaluieren.“

Das soll im Rahmen von SoLiS nun geschehen: Ziel sei es, Batteriezellen mit mehreren Elektrodenlagen auf Basis der Li-S-Festkörpertechnologie zu entwickeln und anwendungsnah zu bewerten. Anwendungen für LiS-Zellen sehen die Forschenden unter anderem in der elektrischen Luftfahrt.

Die Partner wollen dabei nach eigenen Angaben neben den Verfahren zur Verarbeitung und Herstellung „auch die Nano- und Mikrostruktur der Elektroden ganzheitlich“ untersuchen und optimieren. Die Herausforderung sei, den Schwefel mit elektrisch leifähigem Kohlenstoff und den ionenleitenden Elektrolyten in engen Kontakt zu bringen.

Unter Federführung des Fraunhofer IWS fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fünf Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft mit einer Gesamtsumme von knapp 1,8 Millionen Euro. Neben der Projektkoordination bringt das Fraunhofer IWS nach eigenen Angaben Know-how zu innovativen Verfahren zur Herstellung von Elektroden und Prototypzellen in das Projekt ein.

Die Technische Universität Dresden arbeitet an den Kathoden-Kompositmaterialien und einem geeigneten Elektrodendesign. Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster erforschen maßgeschneiderte Festelektrolyte und deren Transporteigenschaften für den neuen Batterietyp. Die Justus-Liebig-Universität Gießen bringt ihre Erfahrung und Kompetenz zur Charakterisierung von Grenzflächenphänomenen in Feststoffbatterien ein. Die Schunk Kohlenstofftechnik GmbH übernimmt die Herstellung von Kohlenstoffadditiven bzw. industriell relevanten Kompositmaterialien.
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