Batterieforschungsprojekt SeNSE: Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation

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Seit Mitte Februar läuft das Batterieforschungsprojekt SeNSE, an dem Experten aus sieben europäischen Ländern gemeinsam an besseren Lithium-Ionen-Batterien arbeiten. Ziel ist es, die Batteriezellen der nächsten Generation in europäischen Gigafactories herzustellen. Eine wichtige Rolle dabei spielt die schwedische Firma Northvolt.

Abhängigkeit von Asien verringern

Das Forschungsprojekt SeNSE ist Teil der Initiative „European Battery Alliance“, die seit 2017 daran arbeitet, die Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien nach Europa zu holen. Aktuell stammen 90 Prozent der Batteriezellen aus Asien. Der Bedarf an Akkus für Elektroautos wird in den nächsten Jahren stark ansteigen. Schätzungen zufolge braucht Europa 10 bis 20 große Batteriefabriken, um den eigenen Bedarf zu decken.

Was Lithium-Ionen-Batterien der „Generation 3b“ können

An SeNSE sind fünf Forschungsinstitute und sechs Industrieunternehmen beteiligt, die an Lithium-Ionen-Batterien der „Generation 3b“ arbeiten. Diese sollen eine höhere Energiedichte sowie eine bessere Zellchemie und ein besseres Batteriemanagement besitzen. Der Anteil an Kobalt an der Kathode soll sinken, da Kobalt zu den kritischen Rohstoffen gehört. Die Anode soll nicht mehr wie jetzt aus reinem Graphit, sondern aus einem Silizium-Graphit-Verbund bestehen. Die neuen Batterien sollen zudem langsamer altern und mehr Ladezyklen überstehen.

Neue Sensoren sorgen in den Zellen dafür, dass Daten über den Zustand der Zellen ans Batteriemanagement geliefert werden. Das verbessert das Temperaturmanagement deutlich, was die Lebensdauer und die Schnellladefähigkeit erhöht. Am Ende des Projekts soll ein Demonstrator die Fähigkeiten der neuen Batteriezellen-Generation zeigen, die am Ende in die Massenproduktion geht.

Auch in punkto Nachhaltigkeit sollen die neuen Zellen die heutigen Lithium-Ionen-Zellen schlagen: Die Kathode soll ohne brennbare und giftige Lösungsmittel hergestellt werden. Das vereinfacht auch die Serienproduktion und senkt die Kosten, was für den künftigen Wettbewerb bei der Batterieherstellung entscheidend ist. SeNSE bezieht auch die Aspekte des „Second Life“ als stationärer Speicher und Recycling von Altbatterien mit ein.

Northvolt unterstützt mit regelmäßigen Briefings

Wichtig ist die Rolle von Northvolt. Die schwedische Firma baut seit 2016 eine Batteriefabrik mit einer Produktionskapazität von 32 GWh in Schweden auf. Die Schweden kooperieren zudem mit VW, um auch in Salzgitter Batteriezellen herzustellen. Northvolt will SeNSE mit regelmäßigen Briefings unterstützen.

Die Forschungspartner bei SeNSE

Das Forschungsprojekt ist auf 48 Monate ausgelegt und endet 2024. Die Leitung hat die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa aus der Schweiz. Außerdem beteiligt sind die Westfälische Wilhelms-Universität Münster und das Forschungszentrum Jülich aus Deutschland, die Coventry University aus Großbritannien, das Austrian Institute of Technology aus Österreich, die Unternehmen Solvionic aus Frankreich und die FPT Motorenforschung aus der Schweiz, Lithops aus Italien, Northvolt aus Schweden, Enwires aus Frankreich und Huntsman Advanced Materials aus der Schweiz. Die EU fördert das Projekt mit zehn Millionen Euro über das Programm Horizon 2020.

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