Forschung zu Lithium-Ionen-Batterien 

Pfeiffer Vacuum ist Partner der Nachwuchsgruppe Kems4Bats

„Kems4Bats“ ist Teil eines BMBF-geförderten Forschungsprojekt zu Lithium-Ionen-Batterien. Hier wird sich auch Pfeiffer Vacuum in Bezug auf Anwendungen mit Analysegeräten zur Gasbestimmung im Vakuumprozess einbringen.

Hochleistungsmassenspektrometer zur Detektion kleinster Gaskonzentrationen. © Pfeiffer Vacuum

An der Hochschule Mannheim wird unter der Leitung von Dr.-Ing. David Henriques eine neue BMBF-Nachwuchsgruppe mit dem Namen Kems4Bats aufgebaut. Ziel ist es, eine ressourceneffizientere, nachhaltige Produktion moderner Lithium-Ionen-Batterien zu ermöglichen sowie diese Energiespeicher sicherer und leistungsfähiger zu machen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert dieses Vorhaben im Rahmen des Nachwuchswettbewerbs „NanoMatFutur“ in den nächsten fünf Jahren mit rund 1,6 Mio. Euro.

Lithium-Ionen-Batterien kommen in vielen unterschiedlichen mobilen Geräten zum Einsatz, sei es in Laptops, Smartphones, Hochleistungswerkzeugen oder auch in Elektroautos. Leistungsfähige und sichere Lithium-Ionen-Batterien sind essenziell für den Ausbau der Elektromobilität.

Der wissenschaftliche Schwerpunkt der Forschungsgruppe liegt auf der Bestimmung der Gas- und Wärmeentwicklung. Die Gasentwicklung innerhalb der Batterie kann unterschiedliche Gründe haben. Einer davon ist die Bildung einer Schicht auf der Oberfläche der Anode (Solid-Electrolyte-Interface), die die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Batterie beeinflusst. Auch Zersetzungsreaktionen der Batteriematerialien können zu einer starken Gas- und Wärmeentwicklung führen, im schlimmsten Fall zum sogenannten Thermal Runaway, der die Batterie zerstört.

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Die Forschungsgruppe Kems4Bats möchte dazu beitragen, eine sichere, nachhaltigere und saubere Mobilität zu entwickeln. Das Vorhaben hat zum Ziel, mit neuen experimentellen Analysemethoden grundlegende Werkstoffeigenschaften von zukünftigen Batteriematerialien der Elektromobilität zu bestimmen.

Hierbei soll auch spezifisches Know-how von Pfeiffer Vacuum für Anwendungen mit Analysegeräten zur Gasbestimmung im Vakuumprozess zum Einsatz kommen. Die Analysegeräte des Unternehmens reichen vom modular aufgebauten Massenspektrometer mit schneller Messgeschwindigkeit bis hin zum komplexen Analysesystem im Bereich Ultrahochvakuum bis Atmosphärendruck.

„Wissenschaft und Technologie spielen eine wichtige Rolle in unserer sich ständig verändernden Welt. Als ein führender Anbieter von Vakuumapparaturen im wissenschaftlichen Bereich verfügt Pfeiffer Vacuum über jahrzehntelange Erfahrung. Wir sind stolz, wissenschaftliche Experimente und Spitzenforschung zu unterstützen, und freuen uns auf eine spannende und Erfolg versprechende Zusammenarbeit“, sagt Andreas Schopphoff, Head of Market Segment R&D bei Pfeiffer Vacuum.

Die Erkenntnisse der Nachwuchsgruppe werden auch in die Lehre an der Hochschule Mannheim einfließen. Hierzu wird Dr. Henriques ein spezielles Wahlfach für die Studierenden der Hochschule Mannheim anbieten. Ergänzt wird es durch Fachvorträge von Mitgliedern des industriellen Beirats, der das Vorhaben begleitet.

Quelle: Pfeiffer Vacuum

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