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PolySafe: Lithium-Ionen-Batterien sicherer machen

Forschungsprojekt zu Metall-Polymer-Stromkollektoren zur Steigerung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien

Ziel von PolySafe ist es, die spezifische Energie und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien durch den Einsatz neuartiger Stromkollektoren zu steigern. Im Fokus stehen dabei Metall-Polymer-Komposit-Stromkollektoren, die das thermische Durchgehen von Batteriezellen deutlich erschweren und damit die Brandgefahr verringern. An dem mit knapp vier Millionen Euro geförderten Projekt sind neben der Battery LabFactory Braunschweig der Technischen Universität Braunschweig Partner aus Forschung und Industrie beteiligt.

Neben dem Gewichtsvorteil gegenüber heute eingesetzten reinen Metall-Stromkollektoren erlauben die Metall-Polymer-Stromkollektoren eine Unterbrechung des Stromkreises bei Erreichen einer kritischen Temperatur. Wird diese Temperatur erreicht, schmilzt der Stromsammler, so dass der Stromfluss und damit der Kurzschluss unterbrochen werden. Stromkollektoren sind gut leitende, dünne Metallfolien. Auf ihnen wird das Aktivmaterial aufgebracht, das für die Energiespeicherung in Batterien verantwortlich ist. Die Machbarkeit der Herstellung der Metall-Polymer-Stromkollektoren wurde bereits gemeinsam von der VON ARDENNE GmbH und dem Fraunhofer FEP im Rahmen des sächsischen Forschungsvorhabens PolyCollect demonstriert. Durch das Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung konnten bis zu 1 Mikrometer dicke Aluminiumschichten auf Polymersubstraten mit Dicken bis 8 Mikrometer erzeugt werden. Allerdings existieren bisher zu wenige Daten aus Prototypzellen mit diesem Material, weshalb die anwendungsnahe Evaluation dieser Technologie noch aussteht. Das soll nun im Rahmen von PolySafe geschehen. Ziel des Forschungsprojektes ist, eine an die Metall-Polymer-Stromkollektoren angepasste Prozesskette zur Herstellung von Batteriezellen in verschiedenen Formaten (Rundzelle, Pouchzelle) zu qualifizieren und den Sicherheitsvorteil in unterschiedlichen Zelldesigns- und -chemien anwendungsnah zu untersuchen.

Weitere Informationen finden Sie hier.

Bild: Aluminiumbeschichtete Polymerfolie zur Anwendung als Stromkollektor in Lithium-Ionen-Batterien. Bild: © VON ARDENNE Corporate Archive