Schematische Darstellung der Entwicklungsziele in LiScell mit intrinsisch sicheren, einfach zu verarbeitenden Elektrodenmaterialien
Fraunhofer IVI Dresden
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS erwarten zukünftig hohe spezifische Energiedichten von über 600 Wh/kg für Lithium-Schwefel-Zellen. Das würde gegenüber der Lithium-Ionen-Technik mit maximal 250 Wh/kg einer erheblichen Steigerung der Reichweite für Elektrofahrzeuge gleichkommen.
Zugleich wird laut Prognose der Forscher das Kathodenmaterial herkömmlicher Lithium-Ionen-Zellen durch kostengünstigen, ungiftigen und nahezu unbegrenzt verfügbaren Schwefel abgelöst. Nach Ansicht der Fraunhofer-Experten bestehen jedoch große Herausforderungen in der Umsetzung der Konzepte zu Hochenergiezellen mit genügender Zyklenstabilität.
Seit circa fünf Jahren arbeiten Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS an der Entwicklung geeigneter Elektrodenmaterialien und Produktionsverfahren für eine kostengünstige Hochenergiezelle auf Basis der Lithium-Schwefel-Technik. Durch verbesserte Elektrodenmaterialien konnten Prototypzellen aufgebaut werden, die neben einer hohen Kapazität über 4000 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 inkl. Batteriemanagementsystem.