Fraunhofer-Allianz BatterienWiederaufladbare Festkörperbatterien werden als Hochenergiespeicher der nächsten Generation angesehen. Im Vergleich zu derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigen oder gelförmigen organischen Elektrolyten bieten sie zahlreiche Vorteile. Dazu zählen die höhere Energiedichte, verbesserte Stabilität, und vor allem erhöhte Betriebssicherheit. Durch den Verzicht auf Kühlsysteme und zusätzliche Sicherheitstechnik, wie den Brandschutz, sind deutlich vereinfachte Systemlösungen denkbar.
Eine zentrale Herausforderung in der Entwicklung von Festkörperbatterien besteht darin, deren Energiegehalt wesentlich zu steigern. Dafür müssen zum einen Materialien und Verfahren gefunden werden, die stabile Phasengrenzen mit geringen Übergangswiderständen ermöglichen. Zum anderen ist die Umsetzung von innovativen Elektrodenarchitekturen und Zelldesigns unerlässlich. Die Fertigung von Batterien, die ausschließlich aus festen Materialien bestehen, stellt sowohl auf Zellebene als auch für das gesamte Batteriesystem eine Herausforderung dar. Dies erfordert den Einsatz neuer Fertigungs- und Produktionstechniken sowie innovative Methoden bei der Zellmontage.
An dieser Stelle setzen die Fraunhofer-Institute an und bringen ihr Wissen und langjährige Erfahrung in den Bereichen Materialentwicklung, Komponentenfertigung, Zellassemblierung und Systemdesign ein. Neben der Materialauswahl liegt ein besonderer Fokus auf der Entwicklung geeigneter Prozesstechnologien für die industrielle Fertigung von Festkörperbatteriezellen. Ebenso ist die Systemintegration ein zentraler Forschungsschwerpunkt.