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Schema eines Kalanders für Polymerelektrolyte

Ziel des Vorhabens ProBat ist die produktionsvorbereitende Entwicklung einer Prozessanlage für die Fertigung Aluminium-basierter Batterien unter Nutzung von eigenständig entwickelten Polymerelektrolyten. Das Antragskonsortium vereint mehrjährige Kompetenzen im Bereich der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet (Institut für Experimentelle Physik) mit einem auch im unmittelbaren Zusammenhang erarbeiteten Potenzial auf dem Gebiet des Anlagenbaus (ROVAK GmbH). 

Aufgrund der im Vergleich zu Lithium geänderten Zellchemie müssen sowohl die Herstellung als auch die Prozessierung neu umgesetzt werden. Der Übergang von Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyten zu Aluminium-Batterien mit Polymerelektrolyten erfordert die Verarbeitung des Ausgangspolymers zu Elektrolyt-Bahnen sowie die Herstellung der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Stapel unter Schutzgas-Atmosphäre. Weitere Aufgaben bestehen in der Optimierung der Elektrolytdicke der Aluminium-Polymer-Batterien, der Verbesserung der Haftung zwischen Elektrolyt, Anode und Kathode sowie der Verminderung der Selbstentladung. Es besteht dabei ein direkter Zusammenhang mit den anwendungsrelevanten Leistungsparametern der Batterien, wie z. B. spezifische Energiedichte (Wh/kg) und Speichereffizienz.

Diese bisher nicht gelösten Herausforderungen der Fertigung von Aluminium-Polymer-Batterien sollen in diesem Projekt auf Grundlage eines durch mehrjährigen Vorlauf erreichten Arbeitsstandes adressiert werden. Dafür ist die Entwicklung und Fertigung einer Rolle-zu-Rolle-basierten Anlage zur Prozessierung von Polymerelektrolyten für Aluminium-Polymer-Zellen vorgesehen. Diese umfasst neben der Herstellung der Polymerbahnen das Stanzen, Stapeln, Kontaktieren und Verpacken von Pouchzellen. Durch die damit erreichte Aufskalierung der Fertigung werden zum einen die genannten Aufgaben gelöst und zum anderen wird die Technologie weiter an den Markt herangeführt.