Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICTSafe.SIB – Entwicklung einer sicheren und langlebigen Natrium-Ionen-Batterie für stationäre Anwendung
Stationären Stromspeichern kommt eine Schlüsselrolle im Rahmen der Energiewende zu. Neuartige Natrium-Ionen-Batterien (SIB) erfüllen die Anforderungen wie niedrige Kosten, Langlebigkeit und sichere Verwendung ausgezeichnet. Das Fraunhofer ICT untersucht im Rahmen des von der Europäischen Union und dem Wirtschaftsministerium NRW geförderten Forschungsprojekts Safe.SIB die notwendigen Rahmenbedingungen für den sicheren Betrieb dieser Batterien.
Im Projekt Safe.SIB wird eine sichere, langlebige und skalierbare Natrium-Ionen-Batterie für stationäre Anwendungen mit neuem Elektolyten entwickelt und gefertigt. Dazu werden in zwei Phasen iterativ Pouchzellen (5 Ah und 30 Ah) gefertigt und hinsichtlich ihrer Leistung, Performance und Sicherheit charakterisiert. Mit den großformatigen Pouchzellen werden anschließend ein stationärer Speicher ausgelegt und ein Demonstrator aufgebaut und getestet.
Die Gruppe »Batterien« am Fraunhofer ICT bringt ihre Expertise im Bereich der Sicherheitstests von Batterien und Analytik in das Projekt ein. Jahrelange Erfahrungen in speziellen Sicherheitsprüfungen an Lithium-Ionen-Batterien (LIB), insbesondere gekoppelt mit Gasanalytik, werden auf Natrium-Ionen-Batterien übertragen. Ein Vergleich zwischen LIB und SIB stützt die Bewertung der Sicherheit .
Ziele des Projekts Safe.SIB
- Optimierung des Elektrolyten mit erhöhter Sicherheit
- Fertigung kleinformatiger Pouchzellen (5 Ah) mit innovativer Stacking-Technik
- Überführung der Erkenntnisse aus Elektrolytentwicklung und Stacking-Technik in großformatige Zellen (30 Ah)
- Charakterisierung der Zellen auf Performance und Sicherheit
- Aufbau eines Demonstrators aus den Zellen zu einem stationären Speicher
Aufgaben des Fraunhofer ICT
- Testen der Sicherheit klein- und großformatiger Pouchzellen durch thermische und elektrische Triggermethoden inklusive gasanalytischer Charakterisierung
- Sicherheitsevaluierung der großformatigen Pouchzelle durch definierte Testprotokolle
- Untersuchung der Gefahren für Mensch und Umwelt beim thermischen Durchgehen der Zelle
- Vergleich der Sicherheitsverhalten zwischen LIB und SIB
- Sicherheitsempfehlungen für den Demonstrator
