Forschung zu Speichern auf Basis von Aluminium-Ionen-Akkus

Das Verbundvorhaben INNOBATT verfolgt einen neuartigen Ansatz für anwendungsspezifische Batteriespeicher, der die komplette Wertschöpfungskette vom Grundmaterial bis zum späteren Recycling berücksichtigt. Ausgangspunkt ist die kostengünstige Zellchemie der Aluminium-Ionen-Batterie.

Das Projekt läuft seit Ende 2022 unter Führung des Fraunhofer IISB Erlangen/Freiberg. Ziel der Projektpartner ist einer begleitenden Mitteilung zufolge die gemeinsame Entwicklung eines intelligenten elektrischen Speichersystems inklusive der kompletten Neugestaltung der dafür benötigten Konstruktionselemente. Ausgangspunkt sei dabei die Zellchemie der Aluminium-Ionen-Batterie, „die mit nicht entflammbaren Materialien arbeitet und auf kritische Rohstoffe verzichtet“.

Die Partner im Verbundprojekt sind neben dem Fraunhofer IISB der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente (LEB) der FAU Erlangen-Nürnberg, das Forschungszentrum Energiespeichertechnologien EST der TU Clausthal sowie die Unternehmen HIMA Paul Hildebrandt GmbH Brühl und ACCUREC-Recycling GmbH Krefeld. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bezuschusst INNOBATT im Rahmen des Programms Batterie2020Transfer.

„Standen angesichts eines stetig wachsenden Bedarfs an flexiblen und leistungsfähigen Energiespeichern zunächst eher technische Fragestellungen und wirtschaftliche Überlegungen im Raum, so nimmt die Massenproduktion elektrischer Batteriesysteme heute industriepolitische Dimensionen an“, vergegenwärtigt das Fraunhofer-Institut. Dies erfordere neue und vor allem ganzheitliche Lösungsansätze. Die Batteriespeicher-Entwicklung soll im Rahmen von INNOBATT deshalb nicht nur die elektrischen Leistungsdaten, den Konstruktionsaufwand und die Praxistauglichkeit einschließen, sondern auch Faktoren wie den Materialeinsatz, die spätere Zerlegbarkeit der Systeme und der Einzelkomponenten sowie die Möglichkeiten für die Wiedergewinnung oder Weiterverwendung der eingesetzten Rohstoffe.

Zur AIB-Zellchemie nimmt das Fraunhofer-Institut wie folgt Stellung: „Im Labormaßstab ließen sich einsatzfähige AIB-Pouchzellen mit hoher Zyklenstabilität, sehr guter Schnellladefähigkeit sowie Energiedichten in Größenordnung der etablierten Blei-Säure-Akkumulatoren herstellen.“ Für das smarte AIB-Batteriesystem entwickele man derzeit ein „revolutionäres Moduldesign mit einem neuartigen Batteriemanagementsystem“. Dabei sollen quantenbasierte Sensoren für eine wesentlich genauere Überwachung der Betriebsparameter der einzelnen Batteriezellen sorgen als bislang üblich. Das Kommunikationskonzept sei drahtlos und eröffne zusätzliche Konstruktionsvorteile im Batteriesystem.

Abschließend soll die Leistungsfähigkeit des neuentwickelten Batteriesystems in einem Demonstrator gezeigt und getestet werden.
iisb.fraunhofer.de