SiLiNE

Das SiLiNE-Projekt ist ein im Rahmen des „Batterie 2020 Transfer“-Programms gefördertes Projekt mit Fördergeldern in einem Gesamtvolumen von ca. 6,5 Mio. € und zielt darauf ab, die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien signifikant zu erhöhen, was sie für verschiedene Anwendungen in der Industrie attraktiv macht. Dieses Projekt soll als großserienfähige Fertigungstechnologie die Massenproduktion von großflächigen, porösen Si-Film-Anoden ermöglichen, die in Lithium/Silizium-NMC Energiespeichern zum Einsatz kommen.

Si-Anoden: Der nächste Schritt in der Batterietechnologie

In vorherigen Projekten entwickelten Forscher Si-Anoden mit einer Kapazität von bis zu 3150 mAh/g, die nun in leistungsstarken Pouchzellen mit einer Energiedichte von bis zu 1000 Wh/l integriert werden sollen. Pouchzellen bestehen aus mehreren übereinanderliegenden Schichten positiver und negativer Elektroden, getrennt durch dünne Separatoren – ähnlich wie die Seiten eines Papierstapels. Dieses flache und flexible Zellformat ermöglicht eine effiziente Nutzung des verfügbaren Raums und verbessert die Integration von Silizium-Filmanoden.

Die Verwendung poröser Siliziumanoden trägt zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit über längere Zeiträume bei und durch den Einsatz reiner Siliziumanoden kann die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Graphitanoden um das Zehnfache gesteigert werden. Der konsistente Coulomb-Wirkungsgrad von nahezu 100 % weist auf eine hohe Energieeffizienz und geringe Energieverluste hin. Neben dieser Leistungssteigerung steht die Entwicklung einer Fertigungstechnologie im Fokus, die sich für die großflächige Produktion eignet. Optimierte Herstellungsprozesse sind der Schlüssel, um Siliziumanoden erfolgreich in die industrielle Zellfertigung zu integrieren und so die nächste Generation leistungsstarker Lithium-Ionen-Batterien voranzutreiben.

Kooperation für Fortschritt

Dies wird durch die Zusammenarbeit mehrerer Partner realisiert, die ihre jeweilige Expertise einbringen. RENA Technologies setzt das Know-how im Maschinenbau und in der Prozessentwicklung ein, um die Technologie skalierbar zu gestalten. Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel liefert wertvolles Wissen aus der Materialwissenschaft zur Optimierung der Anodenmaterialien. Wir vom Fraunhofer ISIT ergänzen das Team mit unserer Erfahrung in der Entwicklung von Pouchzellen und unterstützen die Optimierung der Herstellungsprozesse, um saubere und beschädigungsfreie Anoden zu gewährleisten.