Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Zentrum Batterieforschung

Technologien für neue Energiespeicher

Prozesskette zur Entwicklung neuer Batteriezellen
© Fraunhofer IWS Dresden

Prozesskette zur Entwicklung neuer Batteriezellen

Forschung für die Elektromobilität aber auch für stationäre Energiespeicher ist ein zentrales Thema für das IWS Dresden. Mit seinem Know-how und der Vielzahl an Fertigungstechnologien kann das IWS an vielen Stellen der Prozesskette zur Batterieentwicklung essenzielle Beiträge leisten und Innovationen tätigen. Um Unternehmen heute und in der Zukunft Lösungen anbieten zu können, wurde das Zentrum für Batterieforschung am IWS aufgebaut.

So bildet das IWS die ganzheitliche Prozesskette zur Entwicklung neuer Batteriezellen mit den Schwerpunkten Material-, Oberflächen- und Lasertechnologien ab.

Prozesskette

 

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Materialentwicklung

Am IWS werden neue Kohlenstoff-Materialien entwickelt. Das Leistungsangebot für die Anwendung in Batterie- und Supercap-Elektroden umfasst insbesondere:

  • Kohlenstoff-Dünnschichten
  • Kohlenstoff-Nanomaterialien
  • poröse Kohlenstoffe und Kohlenstoff/Si Komposite.
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Komponenten und Beschichtungen

Das IWS entwickelt kostengünstige Verfahren zur Herstellung von leistungsfähigen Batterieelektroden und -separatoren. Schwerpunkte sind:

  • Elektrodenentwicklung
  • Funktionsschichten für Zellkomponenten
  • Hochenergieanoden (Li-Metall- und Si-Anoden)
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Prototypzell-Fertigung

Das IWS erarbeitet kostengünstige Lösungen entlang der Prozesskette zur Herstellung von Batteriezellen:

  • Elektrodenkonfektionierung
  • Zellassemblierung
  • Prototypzellbau für neue Batteriesysteme
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Medien

 

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Publikationen

 

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Presseinformationen

Veranstaltungen

 

Materials for Energy


Workshop "Carbon Electrode Materials"

18. November 2019, Dresden


Workshop "Lithium Metal Anodes: Processing and Integration in Next-Generation Batteries"

19. November 2019, Dresden

MATERIALS FOR ENERGY
 

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8. Workshop "Lithium-Schwefel-Batterien"

18.–19. Juni 2020,
Fraunhofer IWS Dresden

Lithium-Schwefel-Batterien

Ausstattung

  • 450 m2 Laborfläche für die Batterieentwicklung
  • R2R-Equipment für die Elektrodenfertigung
  • Laserequipment für Remotestrahl-Schneiden und -Schweißen von Elektrodenmaterialien
  • Ultraschallschweißtechnologie für Vergleichsuntersuchungen zum Laserstrahlschweißen
  • automatisierte Zellstapelanlage mit Taupunkt -40°C (Pouchzellen PHEV-1 und andere Formate)
  • Vorrichtungen zum wiederholgenauen Aufbau von Zellen im Testzellformat 75 x 50 mm2
  • 3 Argon-Gloveboxen für Befüllung und Verkapselung von Test- und Prototypzellen
  • 196 Testkanäle für Materialtests in Testzellen
  • 24 Testkanäle für die Evaluierung von Prototypzellen bis hin zu Prototypmodulen unter N2-Schutzgasatmosphäre
  • 3 Temperaturkammern mit bis zu 20 Prüfkanälen

Projekte

KaSiLi

Strukturmechanische Kathodenadaption an Silizium- und Lithium-basierte Anodenwerkstoffe, Laufzeit: 11/2019–10/2022 (BMBF: Förderkennzeichen 03XP0254 A-D)

MaLiBa

Maßgeschneiderte Lithium-Metall-Anoden für zukünftige Batteriesysteme, Laufzeit: 01/2019–12/2021, (BMBF: PTJ 03XP0185A)

HiPoLiS

Ein (sich) abhebendes Elektroden- und Zellkonzept für High-Power-Li-S-Batterien“, Laufzeit: 01/2019–12/2021, (BMBF: PTJ 03XP0178A)

DryProTex

Trockene Verarbeitung funktionaler Materialien in textile Halbzeuge für Energiespeicher der nächsten Generation, Laufzeit: 09/2018–02/2021, (EraNet/BMBF: 02P17E010)

LiMeCut

Lithium Metall Schneiden von Batterieelektroden der nächsten Generation, Laufzeit: 12/2018–11/2020, (Eurostars/BMBF: 01QE1837B)

ClusterBatt

Bildung von Metallclustern in Kohlenstoffmaterialien – sichere Anoden für zyklenstabile Batteriezellen mit hoher Energiedichte, Laufzeit: 01/2019–12/2022 (FhG/MPG-Kooperationsprogramm, PNr.: 838756)

LiBest

Lithium-Ionen-Akku mit hoher elektrochemischer Leistung und Sicherheit, Laufzeit: 10/2017–11/2020, (BMBF: PTJ 03XP0133D)

ProSiSt

Prozesstechnologien für strukturierte Silizium-Schichten als Anoden in Hochenergie-Lithium-Batterien, Laufzeit: 10/2017–09/2020, (BMBF: PTJ 03XP0130D

ALISE

Advanced Lithium Sulphur battery for xEV, Laufzeit: 06/2015–05/2019, (EU: GA 666157)

StickLiS

Stickstoffhaltige Kohlenstoffe für hochkapazitive zyklenstabile Lithium-Schwefel-Kathoden, Laufzeit: 01/2016–12/2018, (BMBF: FKZ: 03XP0030B)

SepaLiS

Neue Separatorbeschichtungen und adaptiertes Zelldesign für zyklenstabile Lithium-Schwefel-Zellen, Laufzeit: 01/2016–12/2018, (BMBF: FKZ: 03XP0031A)

NaSBattSy

Entwicklung und Demonstration von Natrium-Schwefel-Batteriesystemen, Laufzeit: 07/2016–06/2018, (SAB: 100234957)

ECLIPSE

European Consortium for Lithium-Sulfur Power for Space Environments, Laufzeit: 12/2015–11/2017, (EU: GA 687 306)

BamoSa

WING-Zentrum: Batterie – mobil in Sachsen, Laufzeit: 06/2013–05/2016, (BMBF: FKZ 03X4637A)

PLIANT

Process Line Implementation for Applied Surface Nanotechnologies, Laufzeit: 01/2013–01/2017 (EU: FP7-NMP-2012-LARGE-6)

BatCon

Funktionsintegrierte Hochstromverbinder für Batteriemodule, Laufzeit: 01/2013–12/2015 (BMWi: DLR 01MX12055C)

BaSta

Batterie – Stationär in Sachsen, Laufzeit: 11/2012–10/2015 (BMWi: FKZ 0325563A)

CryPhysConcept

Mit Kristallphysik zum Zukunftskonzept elektrochemischer Energiespeicher, Laufzeit: 10/2012–12/2015 (BMWi/BMU/BMBF: FZJ 03EK3029B)

MaLiSu

Nanomaterialen für Lithium-Schwefel-Batterien der Zukunft, Laufzeit: 01/2012–12/2014 (EraNET/BMWi: DLR 01MX12009A)

DryLIZ

Trockene Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen, Laufzeit: 01/2012–12/2014 (BMBF: KIT 02PJ2302)

AlKaSuSi

Materialkonzepte für Alkali-Metall-Schwefel-Batterien, Laufzeit: 05/2011–04/2014 (BMBF: FZJ 03X4618A)

DeLIZ

Produktionstechnisches Demonstrationszentrum für Lithium-Ionen-Zellen, Laufzeit: 05/2010–06/2011 (BMBF: KIT 02PO2640)

N2P

Nano To Production, Laufzeit: 06/2008–11/2012 (EU: CP-IP 214134-2)

Fraunhofer MAVO LiScell

(Sich) Abheben mit Lithium-Schwefel: Zyklenstabile und intrinsisch sichere Batteriezellen mit Energiedichten > 400 Wh/kg