Effizient, langlebig, bezahlbar: Auf der Suche nach der Super-Batterie

In Zukunft werden immer mehr Autos nicht mehr Sprit sondern Strom tanken. Und zwar möglichst Strom aus Wind-, Wasserkraft oder Solarenergie. Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende sind effiziente Speicher. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) arbeiten an der optimalen Batteriezelle.

Bis 2020 sollen eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren. Das ist das Ziel des  „Regierungsprogramms Elektromobilität“. Gleichzeitig will die Bundesregierung, dass der Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch bis 2050 auf 60 Prozent wächst. Ohne effiziente Speicher können diese Ziele allerdings nicht erreicht werden. Ein vielversprechender Ansatz für solche Speicher sind Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die bereits in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Bisher werden die dazu benötigten Batteriezellen in Deutschland jedoch nicht serienmäßig produziert.

Das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TUM hat nun eine in Deutschland einzigartige Forschungsproduktionslinie für Batteriezellen eingeweiht. Auf 200 Quadratmetern Laborfläche sind 20 Produktionsprozesse aufgebaut. Dort stehen den Forschern unter anderem zwei Trockenräume und ein Reinraum zur Verfügung. Prof. Gunther Reinhart erklärt: „Wir haben nun die Möglichkeit, Batteriezellen in größeren Stückzahlen herzustellen und zu untersuchen, wie sich die Produktion auf die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Zellen auswirkt.“ 

Die Wissenschaftler arbeiten bereits an der Optimierung der Prozesse. So werden beispielsweise die Elektrodenmaterialien nicht wie üblich ausgestanzt, sondern mit dem Laser zugeschnitten. „Der Prozess ist schnell, verschleißfrei und formatflexibel“, erklärt Professor Michael F. Zäh. „Erste Zelltests mit diesem Material sind sehr vielversprechend.“ 

Das Projekt findet in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern statt, die die gewonnenen Erkenntnisse für ihre Produkte nutzen wollen. So sollen die Batteriezellen in Zukunft etwa in Elektrofahrzeugen getestet werden.

Batterieforschung an der TUM:

An der iwb-Forschungsproduktionslinie für Batteriezellen sind derzeit vier Projekte beteiligt: DeLIZ,  ProLIZ, ExZellTUM und EEBatt. An der TU München forschen über 15 Lehrstühle und Institutionen zum Thema Batteriezellen. Die Forschung umfasst die komplette Prozesskette von der Zellchemie bis zur Fertigung.

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Kontakt:

Dipl.-Ing. Markus Westermeier
Technische Universität München
Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb)
Tel.: +49 (0)89 289 154 92
Markus.Westermeier@iwb.tum.de
www.iwb.tum.de

Redaktion: Stefanie Reiffert