Feststoffbatterien sind ein großer Hoffnungsträger der Elektromobilität – sie könnten höhere Reichweiten, deutlich schnellere Ladezeiten und sogar niedrigere Preise ermöglichen. Toyota tüftelt an der Serienreife ab 2027, Nio will mit dem ES6 sogar schon kurz davor stehen. Und auch in Österreichs Hauptstadt Wien gibt es ein vielversprechendes Projekt, von dem das Austrian Institute of Technology (AIT) als beteiligter Akteur nun berichtet.
Das europäische Forschungsprojekt Sublime habe zum Ziel, Festkörper-Lithium-Metall-Batterien auf Sulfidbasis für Elektrofahrzeuge zu entwickeln und somit einen Beitrag dafür zu leisten, dass sich klimafreundlichere Elektroautos schneller in Europa verbreiten. Es gelte technische Hürden zu überwinden, Kosten zu reduzieren sowie die Langstreckentauglichkeit zu verbessern und Schnellladetechnologien weiterzuentwickeln.
Schneller Lithium-Ionen-Transport das Ziel
„Das zentrale Element des Sublime-Konzepts ist die Entwicklung einer umfassenden Wertschöpfungskette, angefangen bei der Definition von den Anforderungen der Zellen bis hin zur Durchführung von weitreichenden Testkampagnen für neuartige Festkörperbatteriezellen auf Basis von Sulfid-Festkörperelektrolyten mit erhöhter Ladungs- und Energiedichte“, schreibt das AIT.
Die neu entwickelten Batterien werden demnach aus Elektrodenmaterialien mit erhöhter Kapazität und Spannung aufgebaut, welche außerdem ein hohes Maß an Sicherheit und Betrieb bei Raumtemperatur oder sogar niedrigeren Temperaturen erlaubten. „So wird eine reibungslose Funktionsweise während des Betriebs in Fahrzeugen unter verschiedenen Umweltbedingungen gewährleistet“, heißt es in der Erläuterung.
Im Verlauf des Projekts würden die Grenzflächen zwischen den einzelnen Zellkomponenten so modifiziert, dass ein schneller Lithium-Ionen-Transport ermöglicht werde. Besonderes Augenmerk liege dabei auf der Entwicklung chemisch stabiler Grenzschichten mit gutem Kontakt und robusten mechanischen Eigenschaften. „Diese innovativen Ansätze werden die Stabilität der Batteriekomponenten erhöhen, indem sie die Kaltverformbarkeit des Sulfid-Festkörperelektrolyten nutzen, um einen optimalen Kontakt an den Grenzflächen herzustellen„, ist man beim AIT überzeugt.
Technologiestufe 6 dürfte erreicht werden
Innerhalb des Projekts werde die Sulfid-Festkörperelektrolytbatterie-Technologie voraussichtlich die Technologiestufe (Technology Readiness Level; TRL) 6 erreichen. Dadurch werde der Weg für eine skalierbare und effiziente kommerzielle Fertigung geebnet. Das Projekt werde außerdem eine umfassende Roadmap für 2030 erstellen, die das starke Konsortium europäischer Partner auf dem Weg zum erfolgreichen Markteintritt dieser Technologie unterstützen soll.
„Das AIT Austrian Institute of Technology spielt eine zentrale Rolle in Sublime und ist nicht nur für die Optimierung von Kathoden- und Festkörperelektrolytfolien verantwortlich, sondern auch für die Dissemination der Projektergebnisse“, führen die Österreicher weiter aus. AIT-Batterieforscher Artur Tron sagte: „Das Projekt Sublime verfolgt das ehrgeizige Ziel, Festkörperbatteriezellen auf Sulfidelektrolytbasis für den breiten Einsatz im Mobilitätssektor nutzbar zu machen. Unser Bestreben ist es, die europäischen Batterieproduzenten im Sinne des Green Deal zu unterstützen, einen entscheidenden Beitrag auf dem Weg zu einer emissionsfreien und nachhaltigen Mobilität zu leisten.“
Quelle: Austrian Institute of Technology – Pressemitteilung vom 24.07.2023
