Batterietechnologie – Wie wird die Zukunft aussehen?

• Hat die Lithium-Ionen-Batterie eine Zukunft?

• Können es Feststoffe besser und wie sehen die technischen wie ökologischen Aspekte aus?

Um das zu diskutieren, trafen sich am 15. Februar 2024 Interessierte aus der Branche in Aachen. Das Event wurde von Circular Valley im Rahmen des TraWeBa-Projekts angeboten. Und das Kernthema konnte nicht zeitgemäßer sein: Gegenwart & Zukunft der Batterietechnologie!

So befasste sich beispielweise Maximilian Stephan vom Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI in seinem Vortrag mit den Fragestellungen, weshalb alternative Batterietechnologien benötigt werden und welche Technologien vielversprechend sind. Wo liegen die Stärken und eignen sich die neuen Ansätze? Im Vergleich zur Lithium-Ionen-Batterie (LIB) als State-of-the-art Technologie steht insbesondere eine Verbesserung der Nachhaltigkeit der Batterien und die technologische Passfähigkeit im Mittelpunkt von Forschung und Marktentwicklung.

Interessant: es gibt gleich mehrere vielversprechende alternative Batterietechnologien zu Lithium-Ionen-Batterien, die sich in der Entwicklung befinden oder kurz vor der Marktreife stehen. Zu diesen Alternativen gehören verschiedene Metall-Ionen-, Metall-Schwefel-, Metall-Luft- und Redox-Flow-Batterien, die jede für sich über ganz unterschiedliche Potenziale verfügen.

Das Dokument „Alternative Battery Technologies Roadmap 2030+“ dazu bietet einen umfassenden Überblick über diese Technologien und vergleicht sie mit LIBs in Bezug auf technische Leistung, wirtschaftliche Tragfähigkeit, ökologische Auswirkungen und unterschiedliche Markteintrittszeitpunkte. Darüber hinaus regt es Diskussionen über die europäische Technologiesouveränität an und stützt sich auf umfangreiche Forschungsergebnisse und Expertenmeinungen.

Axel Kamelgan von Coroplast Fritz Müller GmbH & Co.KG im Gespräch mit den Projektträgern aus dem Jülich - Forschungszentrum Jülich GmbH

Auf dem TraWeBa Vernetzungsworkshop

Jan Felix Plumeyer von Production Engineering of E-Mobility Components PEM RWTH Aachen University hat sich dazu konkret mit der Einführung in die Festkörperbatterieproduktion beschäftigt.

Seine Präsentation zielte darauf ab, die Motivation hinter der Entwicklung von Festkörperbatterien (Solid-state batteries) sowie ihre wesentlichen Eigenschaften hervorzuheben. Darüber hinaus wurden die grundlegenden Prinzipien der Festkörperbatterietechnologie erläutert und ein Einblick in die technischen Aspekte der Produktion gegeben.

Neben den spannenden Vorträgen gab es auch eine intensive Diskussion, an der sich viele Teilnehmer aktiv beteiligten. Das Interesse an der Batterie von morgen ist riesig.

Die folgenden Aspekte verdeutlichen die epochale Dimension des Themas, technologisch, ökologisch und gesellschaftspolitisch:

    • OEMs (Original Equipment Manufacturers) spielen im aktuellen und zukünftigen Kontext eine fundamentale Rolle. Sie investieren strategisch in die Entwicklung von Anlagen, Forschung und Entwicklung sowie Produktionstechnologien, um eine nachhaltige Batterie-Wertschöpfungskette zu sichern.
    • Im Bereich der

      Elektromobilität sind Restwerte bereits vor dem Produktionsstart eines neuen Fahrzeugs von großer Bedeutung. Bei Elektroautos bezieht sich der Batterierestwert auf den Prozentsatz der ursprünglichen Batteriekapazität, der nach einer bestimmten Anzahl von Nutzungsjahren verbleibt. Daher sind die Batterien der Hauptfaktor für den Restwert, der wiederum in einem wirtschaftlichen Wert ausgedrückt wird. Neben der Analyse der bestehenden Methoden zur Berechnung dieses Wertes stellt sich die Frage: Wem gehört der Restwert der ausgedienten Batterie? Den OEMs, den Kunden, den Second-Life-Operators oder den Recyclern?

    • Eine genaue Schätzung des SoH (State of Health) von Batterien bleibt nach wie vor eine große Herausforderung. Die Besonderheit der Batteriezusammensetzung und die Tatsache, dass die Batteriealterung ein komplexer und nichtlinearer Prozess ist, machen diese Aufgabe anspruchsvoll.
    • Digitale Batteriepässe: Die Einführung digitaler Batteriepässe wird die Rückverfolgbarkeit und Transparenz entlang der Wertschöpfungskette erhöhen.
    • Demontage von Batterien: Die Komplexität bei der Demontage von Batterien müssen verringert werden.
    • Kosten der Kreislaufwirtschaft: Es ist wichtig, die mit der Kreislaufwirtschaft verbundenen Kosten in der Lieferkette als Elemente zu sehen, die Nachhaltigkeit und Mehrwert für die Gesellschaft und die Organisationen selbst schaffen. Eine nachhaltigere Batterie ist sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht umsetzbar.

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