Elektroden-Forschung: Metallisiertes Gewebe ersetzt Metallfolie

Im neuen Projekt revoLect entwickelt der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen zusammen mit sieben Partnern aus Wissenschaft und Industrie Technologien und Komponenten, mit deren Hilfe sich Lithium-Ionen-Batterien effizienter und ressourcenschonender produzieren lassen sollen.

Der Langtitel des Verbundprojekts lautet „Hocheffiziente Elektroden mit ultraleichten Stromsammlern auf Gewebebasis für Lithium-Ionen-Batterien“. Konkret will das Konsortium bis Ende August 2025 in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Vorhaben zwei wesentliche Batterie-Innovationen vorantreiben: zum einen den Ersatz der üblichen Metallfolien durch eine metallisierte Gewebestruktur und zum anderen die Verwendung von Silizium als Anodenmaterial.

Von beidem erhoffen sich die Projektbeteiligten unter anderem eine maßgebliche Erhöhung der spezifischen Energiedichte. PEM-Leitungsmitglied Professor Heiner Heimes bezeichnet das Projekt als Beitrag, um das Potenzial von Lithium-Ionen-Batterien durch die Weiterentwicklung aller ihrer Komponenten und deren Produktionstechnologien auszuschöpfen.

Durch neuartige Elektroden mit „leichtgewichtigen Stromsammlern auf Gewebebasis“ soll etwa ein geringerer Einsatz von Primärrohstoffen wie etwa Kupfer und Aluminium verbunden sein. Gleichzeitig ermögliche die Technologie durch eine höhere Energiedichte weitere Materialeinsparungen von der Zell- bis zur Systemebene, teilt das PEM mit. Der Lehrstuhl selbst wird im Rahmen des Projekts Prozesse zur Beschichtung der gewebebasierten Stromkollektoren mit Elektrodenmaterialien auf Slurrybasis erarbeiten.

Im Anschluss wollen die Projektinitiatoren die Batteriezellen hinsichtlich ihrer Performance testen und die jeweiligen Werte mit denen von Referenzzellen vergleichen. Diese Referenzzellen werden ebenfalls am Lehrstuhl PEM hergestellt und mit Kupfer- beziehungsweise Aluminiumfolien als Stromableiter aufgebaut.

Die weiteren an dem Projekt beteiligten Partner sind das Institut für Experimentelle Physik der TU Bergakademie Freiberg, das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstoffe der TU Dresden, das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) sowie die elfolion GmbH, die Porcher Industries Germany GmbH, die ROMONTA GmbH und die Customcells Holding GmbH.
pem.rwth-aachen.de, pem.rwth-aachen.de (Projekt-Webseite)