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Modulares Fertigungskonzept für Bipolar-Batterien

02.03.2020

Vom 10. bis 12. März trifft sich die europäische Energiespeicherbranche in Düsseldorf. Im Fokus der Energy Storage 2020 stehen Dekarbonisierung, Sektorenkopplung, die Verbesserung der Versorgungssicherheit und das Thema Kostensenkung. Diesen letzten Punkt hat sich auch das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik auf die Fahnen geschrieben: Im Rahmen der Messe präsentiert das UMSICHT-Team einen auf einem Fertigungskonzept basierenden Batteriestack sowie eine der Schlüsselkomponenten – die Bipolarplatte – auf Polymerbasis.

Das Fertigungskonzept wird im Rahmen des Forschungsprojektes KOBIBATT von einem Konsortium aus fünf Fraunhofer-Instituten entwickelt. »Wir wollten weg vom komplexen Aufbau aktueller Batterien, bei denen viele Einzelzellen mit geringer Leistung miteinander verschaltet werden«, sagt Dr.-Ing. Anna Grevé, Abteilungsleiterin »Elektrochemische Energiespeicher« beim Fraunhofer UMSICHT.


Auf der Energy Storage 2020 präsentiert das Fraunhofer UMSICHT einen auf einem modularen Fertigungskonzept basierenden bipolaren Batteriestack.

Fraunhofer UMSICHT

»Aufgrund der Vielzahl an inaktiven Hüll-Komponenten führt das nämlich zu einer geringen Energiedichte sowie zu einem hohen Materialverbrauch und einem schwer automatisierten Einzelzellassembling.«

Um diese Nachteile auszugleichen, soll das in KOBIBATT entwickelte Konzept möglichst automatisierbar und auf praktisch alle Batterie-Chemien übertragbar sein. »Im Zentrum des Konzeptes stehen hochleitfähige polymerbasierte Bipolarfolien, die in Rolle-zu-Rolle-Verfahren produziert werden«, so Anna Grevé.

»An ihren Seiten werden Anode und Kathode aufgebracht, so dass die Folie gleichzeitig mechanische Trennung und elektrische Verbindung der Zellen bildet. Dadurch ist die Zellgröße beliebig skalierbar.« Ein weiterer Vorteil: Die Bipolarplatte wird vollverschweißt, so dass auf Dichtungen komplett verzichtet und weiteres Material eingespart werden kann.

Aktuell erarbeiten und demonstrieren die Forschenden auf Basis des bipolaren Batteriekonzeptes sowohl Lithium-Ionen-Batterien für die mobile Anwendung als auch Nickel-Eisen-Batterien für die stationäre Anwendung.

Potenzielle Adressaten sind Zulieferer und Hersteller aus dem Fahrzeug-, Flugzeug- und Schiffbau sowie Energieversorger und Stadtwerke. Wer sich über das bipolare Batteriesystem informieren möchte, findet das Fraunhofer UMSICHT am Stand H33 in Halle 8b.

FÖRDERHINWEIS
Das Projekt KOBIBATT wird im Rahmen der internen Programme der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert und läuft bis Februar 2021. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, das Fraunhofer IVV (Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik), das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP.

Originalpublikation:

https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2020/energ...

Weitere Informationen:

https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/referenzen/kobibatt.html

Dipl.-Chem. Iris Kumpmann | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

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