Leichte SpracheGlas-Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien – GlasSeLIB
links: Glasseparator der ersten Generation: Für einen großtechnischen Einsatz muss die Dicke nochmals deutlich gesenkt werden (Quelle: Universität Bayreuth/Daniel Leykam) rechts: Elektrochemische Charakterisierung: Am Bayerischen Zentrum für Batterietechnik der Universität Bayreuth werden die Glas-Separatoren in Testzellen geprüft (Quelle: Universität Bayreuth/Daniel Leykam)
Um immer längere Nutzungszeiten für tragbare Endgeräte oder höhere Reichweiten für Elektrofahrzeuge zu ermöglichen, sind Batteriehersteller gezwungen, den Anteil von Elektroden-Aktivmaterialien zu erhöhen und gleichzeitig den Anteil chemisch-passiver Elemente wie Stromkollektoren oder Separatoren zu reduzieren.
Separatoren sorgen für die räumliche Trennung der Elektroden und verhindern so einen Kurzschluss. Üblicherweise werden mikroporöse Polymerfolien als Separatoren verwendet, die nur bedingt temperaturstabil sind und eine vergleichsweise geringe ionische Leitfähigkeit im Elektrolyten aufweisen.
Die Partner im GlasSeLIB-Projekt haben sich zum Ziel gesetzt, einen Glas-Separator zu entwickeln, der temperaturstabiler ist als bisherige Separatoren und zudem durch eine besondere Zusammensetzung chemisch aktiv ist und so die Zellalterung verlangsamt. Die größte fertigungstechnische Herausforderung ist die Reduktion der filigranen Glasmembranen auf unter 20 Mikrometer, was für den Einsatz in modernen Zellen zwingend erforderlich ist. Dazu werden an der Universität Bayreuth neue Glaszusammensetzungen und Fertigungsverfahren entwickelt und zusammen mit den Partnern Füller Glastechnologie und Vitrulan zu Glas-Separatoren verarbeitet und assembliert. Am Bayerischen Zentrum für Batterietechnik der Universität Bayreuth werden diese Separatoren unter Laborbedingungen getestet, bevor sie bei den Partnern VARTA und Tesla auf ihre Eignung für den Einsatz in kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien geprüft werden.
Die im Kooperationsprojekt gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, zukunftsfähige Arbeitsplätze in Bayern im Bereich der Batterietechnik zu schaffen und die Glasindustrie in der Region durch neue Produkte zu stärken.
