Batterien der Zukunft

Die große Herausforderung besteht darin, den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energien zu ermöglichen. Dies erfordert, dass Gesellschaft und Industrie mit sicheren, leistungsstarken, zuverlässigen, umweltfreundlichen und erschwinglichen Batteriesystemen versorgt werden. Wir schaffen die Grundlage für die Entwicklung und Produktion solcher Batteriesysteme entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Batteriesysteme werden den Weg für sauberen Transport durch Elektromobilität ebnen, die Speicherung von schwankendem erneuerbarem Strom ermöglichen, die Mobilität einer alternden Gesellschaft durch verbesserte Gesundheitsdienste unterstützen, drahtlose Kommunikationsgeräte für die Gesellschaft und Industrie 4.0 antreiben und den Fortschritt zu vollelektrischen Flugzeugen oder anderen innovativen Anwendungen durch leistungsfähige Batteriesysteme und entsprechende Leistungselektronik vorantreiben. In all diesen Bereichen sind Batteriesysteme Schlüsselkomponenten, und die installierte Batteriekapazität wird im Vergleich zu heute um mindestens zwei Größenordnungen steigen.

Infrastruktur:

  • Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems (CARL)
  • Membrane Center
  • Living Lab Energy Campus (LLEC)

Koordinatoren

Prof. Dr. Ollivier Guillon
Institute of Energy Materials and Devices,
Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (IMD-2),
Forschungszentrum Jülich

Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer
Lehrstuhl und Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe / Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik
RWTH Aachen

Ziel:

Bereitstellung wissenschaftlicher und technologischer Grundlagen für die Entwicklung und Produktion von Batteriesystemen entlang der gesamten Wertschöpfungskette:

  • Elektromobilität, Elektroflugzeuge
  • Stationäre Speicherung von fluktuierendem erneuerbarem Strom
  • Gesundheitswesen, Stromversorgung drahtloser Kommunikationsgeräte für Gesellschaft und Industrie 4.0

Projekte:

  • Koordinierungsfunktion in mehreren BMBF-Kompetenzclustern (BattNutzung, GreenBatt, Festbatt, ExcellBattMat), FFB (Forschungsfertigung Batteriezelle) in Münster
  • Deutsch-französisches Projekt „Hochleistungsbatterien“ (HIPOBAT)
  • Verstärktes Engagement im BMBF-Beirat

Beteiligte

Prof. Rik W. De Doncker

  • ISEA & E.ON ERC (Fac. 6), RWTH AC Power electronics for charging and balancing

Prof. Rüdiger Eichel

  • IET-1, FZJ Fundamentals of electrochemical process and materials, analytics

Prof. Michael Eikerling

  • IET-3, FZJ Theory and modeling of materials

Prof. Egbert Figgemeier

  • IMD-4 (HIMS), FZJ & ISEA (Fac. 6), RWTH AC Ageing of batteries, silicon-based anodes, pre-lithiation

Prof. Bernd Friedrich

  • IME (Fac. 5), RWTH AC Recycling of batteries

Prof. Olivier Guillon

  • IMD-2, FZJ Solid state electrolytes and cells, analytics and modeling, transfer to production

Prof. Dina Fattakhova-Rohlfing

  • IMD-2, FZJ Solid state electrolytes and cells, analytics and modeling, transfer to production

Prof. Achim Kampker

  • PEM (Fac. 4), RWTH AC Battery cell production, battery system integration

Prof. Maria Kateri

  • ISW (Fac. 1), RWTH AC Statistical mathematical methods for lifetime and reliability prediction

Prof. Reinhold Kneer

  • WSA (Fac. 4), RWTH AC Thermal management

Prof. Joachim Mayer

  • GfE (Fac. 1), RWTH AC & Ernst-Ruska-Zentrum, FZJ Electron microscopy, materials analysis

Prof. Stefan Pischinger

  • VKA (Fac. 4), RWTH AC Battery system integration in mobile application, battery diagnostics

Prof. Dirk Uwe Sauer

  • ISEA (Fac. 6), RWTH AC & IMD-4 (HIMS), FZJ Battery system technology and integration, battery modeling, ageing and diagnostics

Prof. Robert Spatschek

  • IMD-1, FZJ Thermochemistry of energy materials

Prof. Martin Winter

  • IMD-4 (HIMS), FZJ Li-ion and next-generation (and solid state) battery materials and cell designs, electrodes, electrolytes, and analysis/methods