HE-Lion-Konsortium Neues Konsortium für die Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien

Unter Leitung von BASF Future Business wollen 18 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden vier bis sechs Jahren eine neue Generation von Lithium-Ionen-Batterien entwickeln. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das branchenübergreifende Konsortium.

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Ludwigshafen – Das HE-Lion-Konsortium ist mit etwa 41 Millionen Euro ausgestattet, davon kommen 21 Millionen Euro vom BMBF im Rahmen der Innovationsallianz „Lithium Ionen Batterie LIB 2015“, den restlichen Betrag steuern die Verbundpartner aus eigenen Mitteln bei.

Mit seinen 18 Partnern will das Konsortium ein breites Spektrum abdecken, von der Materialforschung bis zur Systemintegration. BASF, Freudenberg Vliesstoffe und SGL Carbon sind für die Materialherstellung zuständig. Entwicklung von Prototypen und Zellentechnologie werden vom Fraunhofer Institut Itzehoe sowie den Firmen Gaia, Leclanché und Bosch geliefert. Die Umsetzung im Fahrzeug erfolgt durch Volkswagen, der Energiekonzern EnBW wird Modelle entwickeln, um die Hochenergie-Batterien in ein neues Stromversorgungskonzept zum Lastausgleich zu integrieren. In der Grundlagenforschung wird mit den Universitäten Berlin, Bonn, Clausthal, Darmstadt, Giessen, Hannover, Münster sowie dem Paul-Scherrer Institut in der Schweiz und dem Leibniz-Institut Dresden kooperiert.

„Mit Vertretern aus allen technologischen Disziplinen haben wir jetzt die Chance, die Batterie im wahrsten Sinne des Wortes neu zu erfinden“, sagt Dr. Thomas Weber, Geschäftsführer bei BASF Future Business.

Entscheidend für den Erfolg der neuen Batterien sind hohe Sicherheit, ein hoher Wirkungsgrad und ein erschwinglicher Preis. Angestrebt wird eine zwei- bis fünfmal so hohe Energiedichte wie in bisher bekannten Batteriesystemen. Diese soll dafür sorgen, dass Plug-in-Hybrid-Autos und Elektrofahrzeuge akzeptable Reichweiten erzielen. Sie sollen basierend auf heutigen Serienmodellen statt wie heute nach 50 Kilometern in Zukunft erst nach 200 Kilometern Strom laden müssen.

Dazu muss insbesondere die Kathode der Batterie weiterentwickelt werden. Forscher der BASF entwickeln ein Portfolio von innovativen Kathodenmaterialien, speziellen Metalloxiden, die durch Hochtemperatursynthese hergestellt werden. Die Arbeiten umfassen das konzeptionelle Design der Materialien, die Laborsynthese und das Scale-up, also die Übertragung auf den Produktionsmaßstab. Derzeit machen die eingesetzten Materialien noch mehr als 50 Prozent der Kosten von Lithium-Ionen-Zellen aus. „In der Forschung müssen wir möglichst bald den entscheidenden Durchbruch bei neuen Batterie-Materialien erzielen. Erst dann machen wir Elektromobilität bezahlbar und befreien sie aus ihrem Nischendasein“, betont Dr. Andreas Kreimeyer, Mitglied des Vorstands der BASF und Sprecher der Forschung.

Bis die innovative Batterie in einigen Jahren in einem VW Golf getestet werden kann, müssen die Entwickler allerdings mehr als 10 000 verschiedene Versuche durchführen. Nach heutigen Maßstäben wäre eine Lithium-Ionen-Batterie für einen Golf allein schon so teuer wie das Fahrzeug. Moderne Produktionsprozesse sind gefordert, um eine hochwertige und umweltgerechte Herstellung zu gewährleisten und die Kosten deutlich zu senken. Dabei sind Materialforscher ebenso gefragt wie Systementwickler.

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