Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektromobilität: 1000 Kilometer Reichweite durch neues Batteriekonzept

02.05.2017

Mit Elektroautos kommt man heute noch nicht sehr weit. Ein Grund: Die Batterien benötigen viel Platz. Fraunhofer-Wissenschaftler stapeln großflächige Zellen übereinander. Das bringt mehr Leistung in die Fahrzeuge. Erste Tests im Labor verliefen positiv. Mittelfristig streben die Projektpartner mit dem Einbaukonzept Reichweiten für Elektroautos von 1000 Kilometern an.

In Elektroautos stecken je nach Modell Hunderte bis Tausende separate Batteriezellen. Jede einzelne ist von einem Gehäuse umhüllt, über Anschlüsse und Leitungen mit dem Auto verbunden und von Sensoren überwacht. Gehäuse und Kontaktierung nehmen mehr als 50 Prozent des Raums ein.


Herstellung der Bipolar-Elektrode im Technikums-Maßstab.

© Fraunhofer IKTS

Die Zellen können so nicht beliebig dicht aneinander gepackt werden. Die aufwändige Bauweise raubt Platz. Ein weiteres Problem: An den Anschlüssen der kleinteilig aufgebauten Zellen entstehen elektrische Widerstände, die die Leistung reduzieren.

Mehr Platz für Batterien

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden und seine Partner haben unter dem Markennamen EMBATT das Bipolar-Prinzip, das von der Brennstoffzelle bekannt ist, auf die Lithium-Batterie übertragen. Einzelne Batteriezellen sind bei diesem Ansatz nicht kleinteilig getrennt nebeneinander aufgereiht, sondern großflächig direkt übereinander gestapelt.

Der gesamte Aufbau für Gehäuse und Kontaktierung fällt somit weg. So passen mehr Batterien in das Auto. Durch die direkte Verbindung der Zellen im Stapel fließt der Strom über die gesamte Fläche der Batterie. Der elektrische Widerstand wird dadurch erheblich reduziert. Die Elektroden der Batterie sind so konstruiert, dass sie Energie sehr schnell abgeben und wieder aufnehmen können.

»Durch unser neues Packaging-Konzept hoffen wir mittelfristig die Reichweite von Elektroautos auf bis zu 1000 Kilometer zu steigern«, sagt Dr. Mareike Wolter, Projektleiterin am Fraunhofer IKTS. Im Labor funktioniert der Ansatz bereits. Partner sind ThyssenKrupp System Engineering und IAV Automotive Engineering.

Keramische Materialien speichern Energie

Wichtigster Bestandteil der Batterie ist die Bipolar-Elektrode – eine metallische Folie, die mit keramischen Speichermaterialien beidseitig beschichtet wird. Eine Seite wird dadurch zur Anode, die andere zur Kathode. Als Herz der Batterie speichert sie die Energie.

»Wir nutzen unser Know-how bei keramischen Technologien, um die Elektroden so zu designen, dass sie möglichst wenig Platz benötigen, viel Energie speichern, einfach herzustellen sind und lange halten«, sagt Wolter. Keramische Werkstoffe liegen als Pulver vor. Die Wissenschaftler mischen es mit Polymeren und elektrisch leitfähigen Materialien zu einer Suspension.

»Diese Rezeptur muss speziell entwickelt werden – jeweils angepasst für Vorder- und Rückseite der Folie«, erklärt Wolter. Die Suspension bringt das Fraunhofer IKTS im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf die Folie auf.

»Eine Kernkompetenz unseres Instituts ist es, keramische Werkstoffe vom Labor in den Technikums-Maßstab zu bringen und sie zuverlässig zu reproduzieren«, beschreibt Wolter das Know-how der Dresdner Wissenschaftler. Im nächsten Schritt ist geplant, größere Batteriezellen zu entwickeln und in Elektroautos einzubauen. Erste Tests im Fahrzeug streben die Partner bis 2020 an.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2017/mai/1000-kilometer-...

Dipl.-Chem. Katrin Schwarz | Fraunhofer Forschung Kompakt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Linearpotentiometer LRW2/3 - Höchste Präzision bei vielen Messpunkten
17.05.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht Neues 100 kW-Wechselrichtermodul für B6-Standard halbiert Gewicht und Volumen
17.05.2017 | Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie