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27.08.2013 | Energietechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Forscher suchen die Super-Lithium-Ionen-Batterie

Autor:
Andreas Burkert
1:30 Min. Lesedauer

Ein flächendeckender Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen und stationären Speichern hilft beim Erreichen der Ziele der Energiewende. Noch aber behindern fehlende Wirtschaftlichkeit und begrenzte Leistungsfähigkeit der Akkumulatoren den Markteintritt.

Gelingt es, Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen und stationären Speichern flächendeckend einzusetzen, wäre dies ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Energiewende. Mit Hochdruck forschen Wissenschaftler deshalb an Produktionstechniken, um Lithium-Ionen-Zellen in hoher Produktqualität und Wirtschaftlichkeit fertigen zu können. Denn noch immer gibt es kein ökonomisch sinnvolles physikalisches Prinzip, nach dem ein Stromspeicher realisierbar wäre, merken die Springer-Autoren Franz Wosnitza und Hans Gerd Hilgers in ihrem aktuellen Buch „Energieeffizienz und Energiemanagement“ (Seite 35) an. Sie schätzen die Kosten für das Speichern elektrischer Energie in einem elektrochemischen Lithium-Ionen-Akkumulator auf zirka 0,5 bis 1 Euro/kWh.

Umso wichtiger erscheint die Aufgabe, die noch unreifen Produktionsprozesse für das Herstellen von Lithium-Ionen-Zellen bereits in einem frühen Stadium zu validieren, zu automatisieren und damit industrietauglich zu machen. Vor diesem Hintergrund entsteht nun eine etwa 1.500 Quadratmeter große „Forschungsfabrik“ auf dem Gelände des Campus Nord des KIT. In der Forschungsfabrik werden einzelne Fertigungsschritte für deren Herstellung vollständig neu entwickelt.

Neuartiges Trockenraumkonzept zur Leistungssteigerung

So werden unter anderem neue Trocknungs-, Beschichtungs- und Kalandriertechniken für Elektrodenmaterialien sowie neue Assemblierungsverfahren für Zellen gemeinsam mit dem deutschen Maschinen- und Anlagenbau entwickelt. Auch wurde ein neuartiges Trockenraumkonzept umgesetzt, mit dem Lithium-Ionen-Zellen unter extrem trockenen Umgebungsbedingungen gebaut werden können. Dies kommt direkt der Qualität der Zellen zugute. Der Taupunkt, der ein Maß für die Trockenheit der Luft ist, liegt mit fast -80 °C an der Grenze der Luftfeuchtemessgeräte und setzt damit eine neue Bestmarke in der Fertigung von Lithium-Batterien.

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