Fraunhofer-Allianz Batterien

Leistungsfähige Batterien sind die Schlüsselkomponente mobiler und stationärer elektrisch betriebener Anwendungen und stellen oftmals den am schwierigsten zu beherrschenden Systembestandteil dar. Speziell die im höheren Energie- und Leistungsbereich bestehenden Anforderungen an die Lebensdauer und Betriebssicherheit der eingesetzten Systeme stellen hohe technische Anforderungen an die einzusetzenden Batterien.
 

Für die Industrie bietet die umfangreiche Forschungsinfrastruktur und die institutsübergreifende Kompetenzbündelung vielfältige Anknüpfungspunkte entlang der zirkulären Batterie-Wertschöpfungskette: von Materialien über Zellfertigung bis hin zu Batteriesystemen und dem Batterierecycling. Hinzu kommen übergreifende Aktivitäten wie Batterieprüfungen, Simulationen, Digitalisierung und technoökonomische Bewertungen. Die ganzheitliche Betrachtung gepaart mit unserer angewandten Batterieforschung schafft eine Brücke zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen und deren praktischer Anwendung in der Industrie.
 

Die Forschungsarbeiten fokussieren sich auf lithiumbasierte Batterietechnologien – etablierte oder der nächsten Generation – wie Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- und Festkörperbatterien. Zudem werden natriumbasierte Batterien wie Natrium-Ionen- und Natrium-Hochtemperatur-Batterien sowie Redox-Flow- als auch Metall-Luft-Batterien erforscht.

Themenfelder der Allianz

Materialforschung

Die Materialforschung umfasst die Synthese, Entwicklung und Optimierung von Materialien und Komponenten, wie Aktivmaterialien, Elektroden, Separatoren und Elektrolyten.


Zellproduktion

Die Mitgliedsinstitute betreiben Pilotanlagen bis in den MWh/a-Bereich zur Überführung von Laborergebnissen auf den industriellen Maßstab. Auf diesen Anlagen können alle Stufen der Batteriezellproduktion abgebildet werden.


System & Integration

Schwerpunkte sind Modul- und Packentwicklung, das Batteriesystemdesign, Batteriemanagementsysteme, thermische Optimierungen, Sicherheitskonzepte und Diagnosesysteme sowie die gesamte Batteriesystemintegration auf Systemebene.


End-of-Life und Batterierecycling

Wir treiben die automatisierte Demontage voran und entwickeln verschiedene Recyclingstrategien und -verfahren, um Nachhaltigkeit und geopolitische Unabhängigkeit zu maximieren.


Simulation & Modellierung

Aus dem Wissen der einzelnen Batteriezelle kann simulativ das Verhalten von Modulen und Packs bis zur Systemebene vorab geprüft werden.  


Testen & Prüfen

Batterien werden mittels elektrischer, thermischer und mechanischer Prüfungen getestet. Dazu gehören Leistungstests, Bestimmung der Lebensdauer, Betriebsfestigkeit, Systemzuverlässigkeit und div. Sicherheitstests mit gekoppelter Analytik.

Mitgliedsinstitute