Die Fraunhofer-Gesellschaft für Elektrochemische Energiespeicher (Fraunhofer FFB) in Münster hat Anfang 2024 das vierte Teilprojekt (TP4) des Verbundvorhabens »Forschungsfertigung Batteriezelle« (FoFeBat) initiiert. Das Projekt bündelt die Expertise mehrerer führender Forschungseinrichtungen: Neben der Fraunhofer FFB sind der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen, das Forschungszentrum Jülich, die Justus-Liebig-Universität Gießen, die Universität Münster sowie weitere Fraunhofer-Institute beteiligt.
Inhaltlicher Schwerpunkt des Teilprojekts ist die Integration von Schlüsseltechnologien für effiziente und nachhaltige Batteriezellfabriken der nächsten Generation. Dabei rücken Festkörperbatterien (All-Solid-State Batteries, ASSB) und die zugehörigen alternativen Fertigungsverfahren in den Vordergrund. Festkörperbatterien verwenden feste statt flüssiger oder gelartiger Elektrolyte, was grundlegende Änderungen in der Produktionstechnologie erfordert – von der Elektrodenfertigung über den Zellassembly bis hin zur Formierung.
Aus fertigungstechnischer Perspektive ist der Wechsel zum Festelektrolyten mit erheblichen Prozessherausforderungen verbunden. Konventionelle nasschemische Beschichtungsverfahren, wie sie bei der Lithium-Ionen-Zellfertigung für die Slurry-Applikation auf Elektroden eingesetzt werden, sind für viele Festelektrolyt-Systeme nicht direkt übertragbar. Trockenverfahren wie das Dry-Coating oder die Folienlaminierung gewinnen daher an Bedeutung und stehen im Fokus des FoFeBat-Forschungsprogramms.
Hinsichtlich der potenziellen Leistungsvorteile bieten Festkörperbatterien perspektivisch eine höhere Energiedichte als heutige Lithium-Ionen-Systeme, da sie den Einsatz von Lithium-Metall-Anoden ermöglichen könnten. Dies würde eine deutlich gesteigerte gravimetrische und volumetrische Energiedichte bedeuten – ein entscheidender Parameter für Elektrofahrzeuge und stationäre Speicheranwendungen. Hinzu kommt die intrinsisch erhöhte Sicherheit durch den Verzicht auf brennbare flüssige Elektrolyte, was den thermischen Durchgehen (Thermal Runaway) erheblich erschwert.
Das übergeordnete Projekt FoFeBat ist im Kontext der deutschen Batterieforschungsförderung eingebettet und zielt darauf ab, den Transfer von Laborergebnissen in industrietaugliche Fertigungsprozesse zu beschleunigen. Die Fraunhofer FFB fungiert dabei als Brückeninstitution zwischen Grundlagenforschung und skalierter Produktion. Mit dem Start von TP4 erweitert das Konsortium seinen Fokus gezielt in Richtung der nächsten Zellgeneration und adressiert damit einen zentralen Engpass auf dem Weg zur wettbewerbsfähigen europäischen Batteriezellfertigung.
Quelle: Fraunhofer FFB – https://www.ffb.fraunhofer.de/de/news/Pressemitteilungen/Projektstart_FoFeBat_TP41.html
