Glatt Pulversynthese im Verbund-Projekt „ARTEMYS I Batterie 2020“

Skalierbare, kostengünstige Fertigungstechnologien für Kompositkathoden und Elektrolytseparatoren in Festkörperbatterien

Li-Ionen-Batterien mit Festkörperionenleitern und Lithium-Metall-Anoden punkten mit höherer spezifischer Energie und einem vorteilhaften Sicherheitsverhalten. Daher werden sie als vielversprechende Speichertechnologien für zukünftige Elektrofahrzeuge gehandelt. Innerhalb der letzten Jahre haben sich die Forschungsaktivitäten diesbezüglich signifikant erhöht. Die technische Funktionalität von Festkörperbatterien ist im universitären Labormaßstab darstellbar. Bis dato fehlt es jedoch an Prozesstechnologien zur massenfertigungstauglichen Herstellung.

Die technischen Herausforderungen von Systemen mit sulfidischen Ionenleitern (z. B. Feuchtigkeitsempfindlichkeit) und oxidischen Ionenleitern (z. B. Co-Sinterbarkeit) sind von sehr unterschiedlicher Natur. Die Frage, welche der konkurrierenden Ansätze über skalierbare Fertigungstechnologien dargestellt werden können und für die Elektromobilität in Frage kommen, bleibt unbeantwortet.

Ziel des Projektes „ARTEMYS“ war es, geeignete Prozesstechnologien für die Herstellung von vollkeramischen Festkörperbatterien, insbesondere der Komposit-Kathode und des Festelektrolytseparators aus Lithium-Lanthan-Zirkon-Oxid (LLZO) zu erarbeiten. Diese Prozesstechnologien waren bezüglich ihrer Skalierbarkeit zu bewerten und mit den geeigneten Technologien Musterzellen im Labormaßstab zur Validierung darzustellen. Hierbei konnte sowohl eine prozesstechnologische als auch kostenbasierte Entscheidungsgrundlage für eine nachfolgende Industrialisierung gelegt werden.