SchnelleZelle

Kurzbeschreibung

Das Forschungsvorhaben »SchnelleZelle«  zielt darauf ab, die Schnellladefähigkeit von Batterien für stationäre Speicher zu verbessern. Hierbei arbeitet die Fraunhofer FFB gemeinsam mit führenden Partnern aus Wissenschaft und Industrie an der Verbesserung der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien, um die Ladezeiten zu verkürzen und die Ladeleistungen zu erhöhen, während Sicherheit und Lebensdauer gewahrt bleiben.

Im Mittelpunkt stehen hierbei innovative Ansätze im Bereich des Zelldesigns, der Kühlung und der Lade-Algorithmen, die besonders für stationäre Energiespeichersysteme von Bedeutung sind. Die Verbesserung der Schnellladefähigkeit ist sowohl in der Forschung als auch in der Industrie ein zentrales Thema, das durch verschiedene Maßnahmen angegangen wird. Insbesondere die Entwicklung und Integration von Schnellladesensorik innerhalb der Batteriezellen stellt hierbei eine vielversprechende Option dar.

Ein ganzheitlicher Ansatz, der von der Entwicklung bis hin zum Zellverbund reicht, soll zu Innovationen in den Bereichen Zelldesign, Elektrodenanbindung und Sensorintegration führen. Das Ziel ist es, die Laderate im Bereich von zehn bis 80 Prozent des Ladezustands signifikant zu erhöhen. Die Verwendung hochauflösender Sensoren und Machine-Learning-Algorithmen soll die Ladeprozesse optimieren und an die individuellen Bedingungen der Batterien anpassen.

Zusätzlich wird angestrebt, die Verbindung der Elektroden zum Zellgehäuse zu verbessern, um den internen Widerstand zu minimieren und die thermische Stabilität zu erhöhen. Die Ergebnisse sollen in Form von Prototypen sowohl als Einzelzellen als auch als Zellverbünde umgesetzt werden, bevor sie in der Batterie-Industrie Anwendung finden.

Der Arbeitsplan vom Forschungsvorhaben »SchnelleZelle« untergliedert sich in insgesamt 7 Arbeitspakete:

AP0 Projektmanagement: Koordination der Zusammenarbeit, Inhalte und Ergebnisse

AP1 Benchmarking der Batteriezelle: Entwicklung eines Versuchsaufbau zur Bewertung der Schnellladefähigkeit von Zellen

AP2 Simulation und Sensorik: Entwicklung von Schnellladesimulationen, Regelungsstrategien und integrative Sensorik

AP3 Gehäusedetaillierung und Komponentenfertigung: Aufbau von Gehäuse mit Schnellladesensorik

AP4 Prototypenfertigung: Aufbau eines Zellprototypen

AP5 Entwicklung, Simulation und prototypischer Aufbau Zellverbund: Aufbau eines prototypischen Zellverbunds

AP6 Validierung der Schnellladefähigkeit: Testing von Zelle und Zellverbund

Das Forschungsprojekt »SchnelleZelle« stellt einen bedeutenden Schritt in der Weiterentwicklung von Batterietechnologien und stationären Speichern dar. Als öffentlich gefördertes Projekt hat »SchnelleZelle« das Ziel, die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erkenntnisse gemeinsam mit Industriepartnern in die Praxis umzusetzen und zukünftige Produkte wie leistungsfähigere Zellgehäuse oder Batteriesysteme zu entwickeln. Dies stärkt den deutschen Maschinenbau und verwandte Branchen, insbesondere im Bereich der Batterietechnologie, und trägt langfristig zur strategischen Sicherung von Arbeitsplätzen bei.
Durch die Nutzung der Ergebnisse werden industrielle Akteure profitieren und sich mit ihrem Wissen auf zukünftige Herausforderungen sowie disruptive Veränderungen vorbereiten. Parallel zur praxisrelevanten und industriellen Umsetzung spielt der Aufbau und die Erweiterung von Technologiewissen entlang der gesamten Wertschöpfungskette eine zentrale Rolle. Die Förderung interdisziplinärer Forschung in Bereichen wie Zelldesign, Sensortechnologien oder Schnellladealgorithmen schafft eine vielversprechende Basis für Folgeprojekte und weitere Innovationstreiber. Die beteiligten Institute werden ihre Expertise weiter ausbauen und ihre Forschungsinfrastruktur stärken.