Joint project
NASEBER - Natriumbasierte feste Sulfid- und Oxid-Elektrolyt Batterien
Funder: Federal Ministry of Research, Technology and Space, former: Federal Ministry of Education and Research
Period: 2019-2021
Detailed description:
Die Volkswagen AG strebt im Verbundvorhaben die vorwettbewerbliche Entwicklung
einer natriumbasierten Feststoffbatteriezelle mit neuartiger Kathode, natriumbasierter
Anode und Festelektrolyt an, die mittel- bis langfristig industrialisiert den
Anforderungen an einen reversiblen Energiespeicher hinsichtlich Reichweite,
Sicherheit und Kosten gerecht werden kann. In AP 1 wurde der erste
Projektmeilenstein in Form eines Lastenhefts und einer genaueren Spezifikation der
Zielwerte innerhalb des Projekts erreicht. Es wurde eine Anforderungsableitung für drei
Anwendungsszenarien (Energie, Schnellladen, All-in-one Zelle) ausgearbeitet. In AP
2 wurden Beschichtungskonzepte zur Verbesserung der Zellperformance erarbeitet.
Erste Beschichtungen wurden durchgeführt. Eine Bewertung der beschichteten
Materialien wurde durch die Umplanung der Arbeitspakete beim Projektpartner
durchgeführt. In AP 5 wurde ein Kathoden-Simulationsmodell in Geodict erstellt, mit
dessen Hilfe eine Abschätzung der Perkolation und Leitfähigkeitseigenschaften
berechnet werden kann. Das Modell beruht auf Daten von REM und EDX Analysen.
Das Modell auf Basis der REM Messungen und der Annahme der Partikelverteilungen
innerhalb der Elektrode spiegelt allerdings die reale Zusammensetzung in der
Elektrode nicht hinreichend genau wieder. Daher wurde ein weiteres Modell entwickelt,
welches auf Basis von TOF-SIM Messungen beruht. Ein weiteres großes Arbeitspaket
war die Bewertung der verschiedenen entwickelten Materialien der Projektpartner und
deren Materialkombinationen. Hier spielte die Vermessung der Materialien in
Versuchszellen eine zentrale Rolle. Vermessen wurden die Materialien
elektrochemisch mittels Impedanzmessung und Zyklisierung. Ein wichtiger Punkt ist
hier die Entwicklung geeigneter Messzellen und deren Vermessung. Das entwickelte
Setup diente dabei auch zur Beurteilung der Beschichtungsversuche aus AP2. Zum
Ende des Projekts wurden die Ergebnisse aus Fahrzeugsicht bewertet, wobei derzeit
eine Einsatzmöglichkeit der Technologie nicht in greifbarer Nähe liegt. Die Ergebnisse
wurden dem Konsortium in Online-Konferenzen und bei Konsortialtreffen vorgestellt
und besprochen.
Die Volkswagen AG strebt im Verbundvorhaben die vorwettbewerbliche Entwicklung
einer natriumbasierten Feststoffbatteriezelle mit neuartiger Kathode, natriumbasierter
Anode und Festelektrolyt an, die mittel- bis langfristig industrialisiert den
Anforderungen an einen reversiblen Energiespeicher hinsichtlich Reichweite,
Sicherheit und Kosten gerecht werden kann. In AP 1 wurde der erste
Projektmeilenstein in Form eines Lastenhefts und einer genaueren Spezifikation der
Zielwerte innerhalb des Projekts erreicht. Es wurde eine Anforderungsableitung für drei
Anwendungsszenarien (Energie, Schnellladen, All-in-one Zelle) ausgearbeitet. In AP
2 wurden Beschichtungskonzepte zur Verbesserung der Zellperformance erarbeitet.
Erste Beschichtungen wurden durchgeführt. Eine Bewertung der beschichteten
Materialien wurde durch die Umplanung der Arbeitspakete beim Projektpartner
durchgeführt. In AP 5 wurde ein Kathoden-Simulationsmodell in Geodict erstellt, mit
dessen Hilfe eine Abschätzung der Perkolation und Leitfähigkeitseigenschaften
berechnet werden kann. Das Modell beruht auf Daten von REM und EDX Analysen.
Das Modell auf Basis der REM Messungen und der Annahme der Partikelverteilungen
innerhalb der Elektrode spiegelt allerdings die reale Zusammensetzung in der
Elektrode nicht hinreichend genau wieder. Daher wurde ein weiteres Modell entwickelt,
welches auf Basis von TOF-SIM Messungen beruht. Ein weiteres großes Arbeitspaket
war die Bewertung der verschiedenen entwickelten Materialien der Projektpartner und
deren Materialkombinationen. Hier spielte die Vermessung der Materialien in
Versuchszellen eine zentrale Rolle. Vermessen wurden die Materialien
elektrochemisch mittels Impedanzmessung und Zyklisierung. Ein wichtiger Punkt ist
hier die Entwicklung geeigneter Messzellen und deren Vermessung. Das entwickelte
Setup diente dabei auch zur Beurteilung der Beschichtungsversuche aus AP2. Zum
Ende des Projekts wurden die Ergebnisse aus Fahrzeugsicht bewertet, wobei derzeit
eine Einsatzmöglichkeit der Technologie nicht in greifbarer Nähe liegt. Die Ergebnisse
wurden dem Konsortium in Online-Konferenzen und bei Konsortialtreffen vorgestellt
und besprochen.
Coordinating organisation / Consortium Leader
- Volkswagen Group (Germany)
Cooperation partners with funding
- Humboldt-Universität zu Berlin
- Jülich Research Centre
- University of Giessen
- Volkswagen Group (Germany)
