SIB:DE – Sodium-Ion-Battery Deutschland-Forschung

Die SIB:DE-Initiative untersucht die Natrium-Ionen-Batterietechnologie im Hinblick auf ihre Eignung für die europäische Energie- und Mobilitätswende. Das iwb ist in beiden Projekten der Initiative aktiv beteiligt – in der Forschungsphase zur Materialprozessierung sowie in der Entwicklungsphase zur industriellen Skalierung und Zellfertigung.

Projektbeschreibung – SIB:DE Forschung

Das Projekt SIB:DE Forschung adressiert grundlegende Fragestellungen zur Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien (SIB) und bildet die Basis für eine spätere industrielle Umsetzung. Im Fokus steht die Übertragung und Anpassung etablierter Lithium-Ionen-Batterieprozesse auf die spezifischen Anforderungen von Materialien für Natrium-Ionen-Batterien.

Ein zentraler Forschungsschwerpunkt liegt auf der Prozessierbarkeit und Feuchtesensitivität von Elektrodenmaterialien, insbesondere von Schichtoxid-Kathoden. Diese reagieren deutlich empfindlicher auf Umgebungsbedingungen als klassische LIB-Materialien, wodurch bereits geringe Feuchtigkeitseinträge die elektrochemische Performance beeinträchtigen können.

Ziel des Projekts ist es, den Einfluss von Prozessparametern, insbesondere Atmosphäre, Taupunkt und Prozessführung, systematisch zu untersuchen und robuste Prozessfenster für die Elektrodenfertigung abzuleiten. Dazu werden Elektroden im Labor- und Pilotmaßstab hergestellt, charakterisiert und für weiterführende Tests bereitgestellt.

Die Ergebnisse liefern die wissenschaftlich-technische Grundlage für die Skalierung der Technologie und tragen dazu bei, die industrielle Nutzbarkeit von SIB-Systemen vorzubereiten.

Projektbeschreibung – SIB:DE Entwicklung

In dem Projekt SIB:DE Entwicklung steht die experimentelle Validierung der industriellen Herstellbarkeit von Natrium-Ionen-Batterien im Mittelpunkt. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus der Forschungsphase untersucht das iwb die Übertragbarkeit der entwickelten Prozessparameter auf skalierte Fertigungsumgebungen.

Ein wesentlicher Bestandteil ist die Herstellung von Pouchzellen im Pilotmaßstab entlang der gesamten Prozesskette. Dabei werden Prozessstabilität, Bauteilqualität und Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Fertigungsschritten systematisch untersucht.

Im Sinne des Drop-in-Ansatzes wird bewertet, inwieweit bestehende Lithium-Ionen-Produktionsanlagen für die Verarbeitung von SIB-Materialien genutzt werden können und welche Anpassungen hierfür erforderlich sind.

Ziel der Arbeiten ist der Nachweis robuster, industrienaher Prozessfenster sowie die Bewertung der Fertigungsstabilität unter realistischen Produktionsbedingungen. Damit trägt das Projekt wesentlich zur Vorbereitung einer industriellen Umsetzung der Natrium-Ionen-Technologie bei.

Danksagung

Der Dank des iwb gilt dem Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und dem Projektträger Jülich für die Förderung dieses Forschungsprojektes.