Ein neues Forschungsprojekt mit fünf Partnern aus Baden-Württemberg will die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus erheblich steigern. Dies soll durch die Entwicklung von neuartigen Anodenmaterialien auf Siliziumbasis geschehen, teilte das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) am Freitag in Ulm mit. Das ZSW ist einer der Partner des „Facile“ genannten Forschungsprojekts.
Das Konsortium aus Industrie und Wissenschaft setzt auf bewährte Verfahren aus der Papier- und Vliesstoffproduktion, kombiniert mit Beschichtungstechniken aus der Halbleitertechnik und Photovoltaik. Ziel ist es, die praktische Energiedichte auf der Anodenseite um bis zu 250 Prozent zu steigern. Zugleich soll der ökologische Fußabdruck der Akkus verbessert werden. Das Projekt läuft bis 30. Juni 2027 und wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus mit 1,28 Millionen Euro gefördert.
Herkömmliche Anoden, also der negative Pol von Lithium-Ionen-Zellen, bestehen aus Graphit, das Lithium mit bis zu 370 Milliamperestunden pro Gramm speichern kann. Die theoretische Speicherkapazität von Silizium, dessen Kosten vergleichbar sind und das weltweit reichlich vorhanden ist, beträgt aber mehr als das Zehnfache, nämlich 4.200 Milliamperestunden pro Gramm. In der Praxis will das Projekt eine Kapazität von mindestens 1.000 Milliamperestunden pro Gramm erreichen.
Da Silizium beim Laden und Entladen stark schrumpft und wächst, drohen Risse und Abplatzungen auf der Anode, die Batterie würde dadurch ausfallen. Ein flexibler Vliesstoff soll diese Volumenänderungen ausgleichen und für eine lange Lebensdauer der Batterien sorgen. Das ZSW in Ulm verfügt über mehrere Pilotanlagen zur Zellfertigung, darunter eine Forschungsproduktionslinie für die seriennahe Fertigung großer Lithium-Ionen-Zellen mit bis zu 100 Amperestunden.
Das Projekt wird von der centrotherm international AG in Blaubeuren koordiniert. Weitere Partner sind die Firma Phoenix NonWoven in Lenningen (Kreis Esslingen), das International Solar Energy Research Center Konstanz sowie der Bereich Photovoltaik der Universität Konstanz. (2913/14.11.2025)