HELENA-Projekt bringt Feststoff-Batteriezelle mit Halogenid-Elektrolyt hervor
HELENA steht für „Halide Solid State Batteries for Electric Vehicles and Aircrafts“ und hat zum Ziel, die Entwicklung von leistungsstarken und stabilen Festkörperbatterien für elektrische Straßenfahrzeuge und Flugzeuge zu forcieren. Ihre Arbeit aufgenommen haben die 15 Projektbeteiligten unter der Koordination des Forschungszentrums CIC energiGUNE vor gut eineinhalb Jahren. Nun machen sie den ersten Etappenerfolg publik: die Montage einer Feststoff-Batteriezelle mit Halogenid-Elektrolyt.
Dazu führt das Forscherteam aus, dass man eine Leitfähigkeit des Halogenid-Elektrolyten von mehreren mS/cm festgestellt habe, die es ermöglicht, die Zellen bei hohen Strömen und niedrigen Temperaturen zu betreiben. Außerdem eigne sich das Halogenid für trockene Raumbedingungen, „was echte Möglichkeiten für seine Anwendung in der Industrie eröffnet“. Grundsätzlich weise der Halogenid-Elektrolyt eine hohe thermische Stabilität auf.
Die ersten vollständigen Zellen des HELENA-Projekts beherbergen eine Lithium-Metall-Anode, einen Halogenid-Elektrolyten und eine NMC622-Kathode mit einer Ladung von bis zu 4 mAh/cm2. „Mit den bisher erzielten Fortschritten ist das HELENA-Projekt auf dem besten Weg, seine Ziele innerhalb des festgelegten Zeitrahmens zu erreichen“, heißt es. Das Projekt läuft regulär noch bis Ende Mai 2026. Vorgenommen haben sich die Forscher bis dahin die Entwicklung von Festkörperbatterien mit hoher Energiedichte und Leistung auf der Grundlage der beschriebenen Anoden-Kathoden-Elektrolyt-Kombination.
Neben der CIC energiGUNE sind 14 weitere Einrichtungen Teil des HELENA-Konsortiums. Im Einzelnen das AIT-Austrian Institute Of Technology, Saint Gobain Recherche, Umicore, Lionvolt, Nederlandse Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek, die Fraunhofer-Gesellschaft, Customcells, die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Mimi Tech, IFP Energies Nouvelles, Pipistrel Vertical Solutions, Doo Podjetje Za Napredne Letalske Resitve, Leonardo – Societa Per Azioni, Fev Europe und Zabala Innovation Consulting.
„Halogenidbasierte Festkörperbatterien, die im Mittelpunkt von HELENA stehen, sind von Haus aus sicherer als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus und andere Arten von Festkörperbatterien“, äußert Artur Tron, Batterieexperte am AIT. „Ihre chemischen Komponenten sind ungiftig und nicht entflammbar, und sie weisen eine höhere Grenzflächenstabilität im Kontakt mit Lithium-Metall-Anoden auf. So wird die Bildung von Lithium-Dendriten verhindert, was besonders wichtig ist, da Dendriten einen Kurzschluss innerhalb der Zellen verursachen können und damit ein Sicherheitsrisiko darstellen.“
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