Lithium-Schwefel: Zyklenstabile Batteriezellen mit hohen Energiedichten > 400 Wh/kg

Presseinformation (Nr. IX) - Fraunhofer IWS Dresden, / 24.9.2014

Lithium-Schwefel-Batterien sind ein wesentlicher Hoffnungsträger der sich eher langsam entwickelnden Elektromobilität. Hohe spezifische Energiedichten von über 600 Wh/kg werden für Li-S-Zellen zukünftig erwartet, was gegenüber Li-Ionen-Technologie mit max. 250 Wh/kg einer erheblichen Steigerung der Reichweite für Elektrofahrzeuge gleichkommen würde.

Schematische Darstellung der Entwicklungsziele in LiScell mit intrinsisch sicheren, einfach zu verarbeitenden Elektroden-materialien; erste Zellen können als Pilot-Batteriemodul in einer autonomen Fluganwendung zum Einsatz kommen
© Foto Fraunhofer IVI Dresden

Schematische Darstellung der Entwicklungsziele in LiScell mit intrinsisch sicheren, einfach zu verarbeitenden Elektroden-materialien; erste Zellen können als Pilot-Batteriemodul in einer autonomen Fluganwendung zum Einsatz kommen

Zugleich wird das teure Kathodenmaterial herkömmlicher Li-Ionen-Zellen durch kostengünstigen, ungiftigen und nahezu unbegrenzt verfügbaren Schwefel abgelöst. Weiterhin bestehen jedoch große Herausforderungen in der Umsetzung der Konzepte zu Hochenergiezellen mit genügender Zyklenstabilität.

Am Fraunhofer IWS arbeiten Forscher seit circa fünf Jahren an der Entwicklung geeigneter Elektrodenmaterialien und Produktionsverfahren für eine kostengünstige Hochenergiezelle auf Basis der Lithium-Schwefel-Technologie.

Durch verbesserte Elektrodenmaterialien konnten Prototypzellen aufgebaut werden, die neben einer hohen Kapazität über 4.000 reversible Lade- / Entladezyklen erreicht haben.

Aufbauend auf diesen Ergebnissen arbeiten nun im Rahmen des strategischen Eigenforschungsprojektes „LiScell“ vier Fraunhofer-Institute unter der Leitung des Fraunhofer IWS an weiterführenden Fragestellungen zur Materialentwicklung, skalierbaren Herstellungsverfahren für Anoden und Kathoden als Rollenware und zum Aufbau von Zellen sowie Modulen inklusive Batteriemanagementsystem.

Aktuelle Entwicklungen rund um das Thema „Lithium-Schwefel-Batterie“ werden am 12. bis 13. November 2014 beim Li-S-Workshop in Dresden vorgestellt und mit internationalen Experten aus Wissenschaft und Industrie diskutiert.