Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).
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Exemplarische Darstellung verschiedener kommerzieller Zelltypen und Laborzellen, mit deren Hilfe die Vorgänge in der Batterie genau untersucht oder neue Aktivmaterialkombinationen getestet werden.
Das Herzstück des Batterielabors. Hier werden kommerzielle Batteriezelle auf Leistungsfähigkeit und Langzeitverhalten untersucht.
Da in Batteriezellen hochsensible Materialien zum Einsatz kommen, die nicht in Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit kommen dürfen, gehören sog. Gloveboxen, in denen unter Schutzatmosphäre gearbeitet werden kann, zur Grundausstattung im Batterielabor.
Batterien sind ein zentraler Bestandteil der Energie- und Verkehrswende und können einen wichtigen Beitrag für den Übergang in eine klimaneutrale und nachhaltige Gesellschaft leisten. Während deren Einsatz in portablen Anwendungen, wie in Notebooks und Smartphones, bereits weitestgehend unseren Alltag durchdrungen hat, werden durch kontinuierliche Verbesserungen hinsichtlich Energiedichte, Zuverlässigkeit und Kosten zunehmend neue Anwendungsfelder erschlossen. Insbesondere die Elektromobilität und der Einsatz in der stationären Energiespeicherung gewinnen derzeit rapide an Bedeutung.
Die kleinste Einheit eines Batteriesystems ist die Batteriezelle. Hier spielen sich die elektrochemischen Reaktionen ab, welche die Fähigkeit der Batterie bestimmen, Energie zu speichern und wieder abzugeben. Auf diese Einheit fokussieren sich die Wissenschaftler der Fachgruppe Batterietechnik der Abteilung elektrochemischer Energietechnik am Institut für Technische Thermodynamik. Die Funktionsweise der Zelle basiert auf einem komplexen Zusammenspiel elektrochemischer und physikalischer Prozesse sowie unterschiedlichen Transportvorgängen. Diese Vorgänge besser zu verstehen und nachzuvollziehen, wie diese die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Zelle bestimmen, ist das übergeordnete Ziel der Forschungsarbeiten innerhalb der Gruppe.
Im Rahmen von Kooperationen und interdisziplinären Projekten mit anderen Instituten und Abteilungen wird am DLR die ganze Bandbreite der Batterieforschung abgedeckt, von den Grundlagen und den Vorgängen auf der nanoskopischen Ebene, bis zur Entwicklung von Batteriepacks und deren Integration in die Anwendung für den Einsatz im Verkehr, in Luft- und Raumfahrtsystemen. Die experimentellen Arbeiten der Fachgruppe bilden dabei die Schnittstelle zwischen grundlagenorientierter Forschung und der Übertragung des Wissens auf die Systemebene und in die Anwendung. Eine intensive Kooperation zu diesen Themen besteht vor Allem mit der Energiesystemintegration und der Computergestützten Elektrochemie am Institut für Technische Thermodynamik.
Forschungsschwerpunkte
-> Methodenentwicklung
-> Lithium-Ionen-Batterien
-> Post Lithium-Ionen-Batterien
Laufende Projekte