Verbundprojekt: Batterie – Stationär in Sachsen (BaSta), Teilvorhaben: Leibniz IFW : Schlussbericht ; Berichtszeitraum: 01.11.2012-30.04.2016

Abstract

Die Entwicklung und Umsetzung umfasst eines völlig neuartigen Batteriekonzeptes, der die Vorteile der bisherigen Na-S-Hochtemperaturbatterien (z.B. niedrige Kosten und hohe Verfügbarkeit der notwendigen Rohstoffe) mit der Performance moderner Lithium-Ionenbatterien, jedoch auf Na-Ionenbasis, im Niedertemperaturbereich verknüpft. Dazu müssen neue Elektroden- bzw. Separatormaterialien mit vorteilhafter Interaktion und Degradationsstabilität in verschiedenen neuartigen Elektrolyten entwickelt werden. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zur Herstellung und Fertigung dieser Komponenten zu Niedertemperatur-Na-S-Batterien generiert. Die Ziele sollen durch die außerordentlich enge Vernetzung mehrerer Professuren der TU Dresden mit verschiedenen Instituten der Fraunhofer Gesellschaft, dem Leibniz IFW Dresden e.V. und der TU Bergakademie Freiberg erreicht werden. Der Arbeitsplan sieht eine 'bottom up' Strategie von der Materialentwicklung und Charakterisierung über die Werkstoffprozessierung hin zur Systementwicklung und -charakterisierung vor. Die universitären Einrichtungen arbeiten dabei vorwiegend grundlagenorientiert auf dem Gebiet der Materialentwicklung für einen völlig neuen Batterietyp. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden unmittelbar in die anwendungsorientierte Forschung überführt. Entscheidend ist die interaktive Zusammenarbeit zu allen Zeitpunkten und auf allen Ebenen des Gesamtvorhabens.

Development and realization of a novel battery concept involves the combination of the advantages of the field-tested sodiumsulfur high temperature batteries (e.g. low costs and uncritical availability of raw materials) with the performance of modern lithium ion batteries. On the basis of sodium, this project focuses on a low temperature version of the sodium-sulfur battery system. For this reason new electrode and separator materials need to be developed with advantageous interaction properties and degradation stabilities in novel electrolytes. Beyond the previous scope methods for production and manufacturing of the individual components for the low temperature sodium-sulfur battery have to be engineered. The tasks will be reached by a close network of partners from different chairs of TU Dresden, four Fraunhofer institutes, the Leibniz Institute IFW Dresden e.V. and the TU Bergakademie Freiberg. The working plan starts with a ‚bottom up‘ strategy from the material´s development and characterization via the material´s processing until the battery managing system development and characterization. The universities primarily work on the fundamental basis of the material´s development for this novel battery type. The acquired knowledge is directly transfered into the applied science part. To be successful, an interactive cooperation at all moments and on all levels is essential.