Innovation

durch Forschung

customcells® forschungsprojekte

Die vorhandene Leistungsfähigkeit bei mobilen Endgeräten, Drohnen, Elektromobilen oder im Rahmen der stationären Speicherung von erneuerbaren Energien würde es ohne entsprechend leistungsstarker Lithium-Ionen-Batterien heute so nicht gegeben. Der Bereich der Lithium-Ionen-Batterien unterteilt sich dabei je nach Anwendung in unterschiedliche Zelltypen. Hierbei kommen je nach Einsatzgebiet der Zelle verschiedenste Komponenten und Materialkombinationen zum Einsatz.

Aus den zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten ergeben sich viele Möglichkeiten der Optimierung und Anpassung von Lithium-Ionen Zellen – auch hinsichtlich ihrer spezifischen Anwendung. Ebenso bietet die Entwicklung von Post-Lithium Systemen ein enormes Optimierungspotential. Die Untersuchung von neuen Bindesystemen zur Elektrodenherstellung, die Generierung von höheren SI-Anteilen der Anode zur Steigerung der Kapazität oder die Untersuchung der Magnesium-Schwefel Zellchemie sind nur einige Beispiele im Rahmen der potentiellen Entwicklungsmöglichkeiten im Segment der Lithium-Ionen Batterien.

Um im Rahmen der technologischen Entwicklung auch weiterhin an der Speerspitze zu sein, engagiert sich CUSTOMCELLS® mit zahlreichen interdisziplinären Partnern aus Forschung und Industrie kontinuierlich in öffentlichen Kooperationsprojekten an der Erforschung von neuen Materialien und Konzepten sowie an der Entwicklung neuer Innovationen für spezielle Anwendungen.

Aktuelle Forschungsprojekte

Für CUSTOMCELLS® bedeutet Innovation Zukunftsfähigkeit.
Geschäftsrelevante Themen können so frühzeitig erkannt, mitgestaltet und bedient werden.

MagSiMal

Ziel des Verbundprojektes ist die Demonstration der Leistungsfähigkeit einer neuen reversiblen Energiespeichertechnologie auf der Basis von Magnesium und Schwefel in einer Industrie-kompatiblen Batteriezelle. Dieses Projekt knüpft an die Entwicklungen des Projektes MagS an (2016-2018).

LiSiWi

Das Ziel dieses Kooperationsprojektes ist die Entwicklung und Implementierung von hochkapazitiven Anoden für Li-Ion Zellen. Dies soll durch den Einsatz von Kompositen aus einem neuartigen Aktivmaterial, Si-Nanowires (Si-NW) und Graphit, als Anodenaktivmaterial erreicht werden. Die Arbeiten werden gemeinsam mit dem Materialspezialisten ENWIRES » durchgeführt.

Chits

In diesem Projekt werden wieder aufladbare Li-Ionen Zellen entwickelt, welche für einen erweiterten Temperaturbereich geeignet sind.

Fab4Lib

Das Projekt hat zum Ziel, innovative Lösungen entlang der Wertschöpfungskette der Lithium-Ionen-Technologie zu erforschen und diese in Demonstratoren zu validieren.
Am Ende des Projektes wird eine konkurrenzfähige Produktionseinheit mit einer Produktionskapazität von circa 6 GWh p.a. entwickelt sein. Diese Einheit kann zukünftig dort modular und vielfach aufgebaut werden, wo die entsprechende Kapazität benötigt wird. In elf Arbeitspaketen, die jeweils von einem der Partner geleitet und in Teams bearbeitet werden, werden unter anderem Themen wie energieautonome Infrastruktur, Zelldesign, Innovative Produktionsprozesse und Materialien, Industrie 4.0 oder Recyclingstrategien im Fokus stehen. Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 03XP0142 gefördert. Damit wird die Grundlage für den Aufbau einer Großserienfertigung von Li-Ionenzellen in Europa geschaffen.

ECO COMB’BAT

Im Projekt ECOLOGICAL COMPOSITES FOR HIGH-PERFORMANCE LITHIUM-ION BATTERIES - April 2016-Dezember 2018. Ziel des Projektes EIT Raw Materials Projektes ECO COMB’BAT war die Kombination von möglichst ökologischen und hoch performanten Materialien für die nächste Generation von Hoch-Volt Li-Ion Batterien zu kombinieren und zu skalieren.

KomVar

Das Förderprojekt KomVar richtet sich auf die Einrichtung einer Serienproduktion von qualitativ hochwertigen Lithium-Ionen-Batteriezellen in kleinen bis mittleren Volumen am CUSTOMCELLS® Standort in Tübingen. Das vom BMWi geförderte Projekt wurde am 01.09.2019 offiziell genehmigt und forciert mit 8,2 Millionen Euro Gesamtvolumen (4,7 Millionen Fördersumme) über 24 Monate die Entwicklung einer „Kompetitiven Variantenfertigung für Lithium Akkumulatoren mit Dienstleistungscharakter zur Lithium-Ionen-Zellentwicklung und für die Produktion von Klein- und Mittelserien für Nischenmärkte.

3beLIEVe

3beLiEVe zielt darauf ab, die Position der europäischen Batterie- und Automobilindustrie im zukünftigen xEV-Markt zu stärken, indem es die nächste Generation von Batteriezellen, die in Europa entwickelt und hergestellt werden, für den Elektrofahrzeugmarkt von 2025 und darüber hinaus liefert. Die Projektaktivitäten konzentrieren sich auf mehrere Bereiche: Entwicklung von Fahrzeugbatteriezellen mit hoher Leistungsfähigkeit (hohe Energiedichte, schnelle Ladefähigkeit, lange Lebensdauer) und frei von kritischen Rohstoffen wie Kobalt und Naturgraphit. Entwicklung und Integration von Sensoren in und auf den Zellen, um intelligente, adaptive Betriebsstrategien und fortschrittliche Diagnosen zu ermöglichen, um die Nutzungsdauer der Batterie in Anwendungen mit erster und zweiter Lebensdauer zu verlängern und die Sicherheit zu verbessern. Ein umfassender Fertigungsansatz, der von Anfang an auf eine Kreislaufwirtschaft und industrielle Volumina ausgerichtet ist. Dazu gehören grüne Herstellungsverfahren für Zelle, Modul und Verpackung sowie die Bewertung der Recyclingfähigkeit der Komponenten und die angestrebten Lebenszykluskosten von 90 €/kWh im Maßstab.

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Projektübersicht

BeBat

Wie lassen sich Lithium-Ionen-Akkus nachhaltiger herstellen? Bei der Beantwortung dieser Frage spielen auch die Bindemittel, die in den Elektroden eingesetzt werden, eine wichtige Rolle. Sie sollten gesundheitlich unbedenklich sein und im Sinne der Bioökonomie einen möglichst hohen biobasierten Anteil enthalten. Die Technische Universität Braunschweig, das Thünen-Institut und die Custom Cells Itzehoe sowie die Schill + Seilacher “Struktol“ als assoziierter Partner prüften in einem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) geförderten Forschungsvorhaben die Eignung biobasierter Epoxid-Härter-Systeme als Ersatz für die heute gängigen petrochemischen und halogenierten Bindemittel.

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Power400

Immer mehr dezentrale, flexible Einheiten erzeugen Strom und sind dabei von fluktuierenden Faktoren wie der Sonneneinstrahlung oder dem Windaufkommen abhängig. Dies verursacht erhebliche zusätzliche Schwankungen im Stromnetz, welche zur Erhaltung der Netzstabilität permanent ausgeglichen werden müssen. Wegen des zukünftig zu erwartenden, einschneidenden Wegfalls konventioneller Kraftwerke, die bisher diesen Ausgleich vorgenommen haben, müssen neue Lösungen gefunden werden. In diesem Kontext fällt den Energiespeichern eine besondere Rolle zu, da diese sowohl als temporäre Lasten als auch als Quellen dienen können und somit eine besondere Flexibilität im Hinblick auf Systemdienstleistungen zur Stabilisierung des Versorgungsnetzes aufweisen. Die intelligente Kombination von stationären und speziell konzipierten mobilen Speichersystemen, die optimal aufeinander abgestimmt sind, wird effektiv dazu beitragen, dass erneuerbare Ressourcen den öffentlichen Strombedarf decken. Dadurch wird es möglich, den Einsatz emissionsfreier Elektrofahrzeuge in städtischen Gebieten auf nachhaltige und effiziente Weise zu fördern. Ziel ist es, Ladestationen konzeptionell so zu gestalten, dass jederzeit eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen gleichzeitig und schnell geladen werden können, ohne das öffentliche Stromnetz zu destabilisieren. Für jede Ladestation ist eine maximale Ladeleistung von 400 kW vorgesehen. Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig aufgeladen werden müssen, verringert sich die Ladeleistung pro Fahrzeug. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einer in Fahrzeugen installierten Batterietechnologie, die ein schnelles Aufladen innerhalb eines Zeitraums ermöglicht, der mit einem "klassischen Tankstopp" von weniger als zehn Minuten vergleichbar ist. Die mit Schnelladevorgängen verbundenen Nachteile hinsichtlich Batterielebensdauer und Sicherheit werden durch diese neuartige Technologie drastisch reduziert. Im Projekt Power400 arbeiten Hersteller für Batteriezellen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen eng zusammen. Dieses Verbundprojekt ist ein wichtiger Schritt zur Dekarbonisierung des öffentlichen Verkehrssystems und damit zum Klimaschutz.

CUSTOMCELLS® Forschungspartner

ihr ansprechpartner für forschungsprojekte

Dr. Christopher Wolter
Chief Product Officer

Custom Cells Itzehoe GmbH
Fraunhoferstr. 1b
25524 Itzehoe

kontakt(at)customcells.de

Dr. Sebastian Willrodt
Funded Projects

Custom Cells Itzehoe GmbH
Fraunhoferstr. 1b
25524 Itzehoe

kontakt(at)customcells.de