Entwicklung von Eisen-Lithium-Energiespeicherzellen

Die Lithium-Ionen-Technologie bestimmt die Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher seit den 1990er Jahren. Am Fraunhofer IFAM stehen aber auch andere Batteriesysteme wie

Wer hat die erste Lithiumzelle erfunden?

Die kanadische Firma Moly schuf 1989 mit der Lithiummetall-Batterie (Li-MoS \ ( {}_ {\mathrm {2}}\)) die weltweit erste kommerzielle wiederaufladbare Lithiumzelle. Sicherheitsprobleme durch das Wachstum von Lithiumdendriten zwangen die Firma, das Produkt vom Markt zu nehmen.

Was ist Lithium und Wie funktioniert es?

Für Elektrofahrzeuge gelten Lithium und seine Nachfolger als mittelfristige Lösung, bis sich die langgehegten Visionen einer Wasserstofftechnologie mit Brennstoffzellen erfüllen. Die neuere Forschung verfolgt Metall- und Metallionen-Akkumulatoren, wobei die Ladungsträger Kationen oder Anionen sein können.

Was ist ein elektrischer Energiespeicher?

Elektrische Speicher sind ein zentraler Baustein des Energiesystems. Mit modernsten Geräten und industrienahen Pilotanlagen bietet das »Zentrum für elektrische Energiespeicher« des Fraunhofer ISE eine einzigartige Infrastruktur für ein breites FuE-Dienstleistungsangebot – und das entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien.

Was ist eine Lithium-Ionen-Zelle?

Schematischer Aufbau einer Lithium-Ionen-Zelle Die positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie besteht aus einem Metalloxid, zum Beispiel LiMO 2 oder LiM 2 O 4, oder aus einem Metallphosphat (LiMPO 4). Die Lithium-Ionen werden darin ein- und ausgelagert (interkaliert) ohne Änderung der Metalloxidstruktur.

Was ist die Lithium-Ionen-Technologie?

Im Folgenden geben wir Ihnen einen ersten Eindruck unserer Forschungsschwerpunkte: Die Lithium-Ionen-Technologie bestimmt die Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher seit den 1990er Jahren. Am Fraunhofer IFAM stehen aber auch andere Batteriesysteme wie Festkörperbatterien und Metall-Luft-Batterien besonders im Fokus.

Wie hoch ist die Energiedichte einer Lithium-Ionen-Batterie?

Die orangen Flächen sind ein Ausblick auf die nächsten fünf bis zehn Jahre der erwarteten Entwicklung. Die aktuell leistungsfähigsten fahrzeugtauglichen Lithium-Ionen-Batteriezellen erreichen rund 250 Wh/kg gravimetrische Energiedichte und 700 Wh/l volumetrische Energiedichte.

Über SOLAR ENERGY

SOLAR ENERGY ist ein Spezialist für integrierte Speicherlösungen innerhalb solarbetriebener Mikronetze. Unser Fokus liegt auf mobilen und skalierbaren Energieeinheiten, die in verschiedensten Szenarien – von ländlichen Gebieten bis hin zu Katastrophenzonen – zum Einsatz kommen können.

Tragbares Solarsystem

Tragbares Solarsystem

Leicht zu transportierende Solarlösungen mit klappbaren Modulen – konzipiert für Orte ohne Netzanschluss oder zur Notstromversorgung bei Stromausfällen.

Solarlösungen für Gewerbe

Solarlösungen für Gewerbe

Vorkonfigurierte Containerlösungen mit PV- und Batteriesystemen – ideal für den Einsatz in netzgekoppelten sowie autarken Infrastrukturen in der Geschäftswelt.

Energiespeicherung für Industrie

Energiespeicherung für Industrie

Effiziente Speicherlösungen für Hochlastanwendungen, entwickelt für Produktionsstätten, die eine verlässliche Stromversorgung und Nachhaltigkeit benötigen.

Unsere Lösungen

SOLAR ENERGY bietet intelligente Mikronetzsysteme mit integrierter Energiespeicherung – maßgeschneidert für den globalen Einsatz, unabhängig von Infrastruktur oder Standortbedingungen.

Projektentwicklung

Wir begleiten Sie von der Bedarfsanalyse bis zur Umsetzung kompletter solarer Mikronetzprojekte – individuell geplant und effizient realisiert.

Systemintegration

Unsere Lösungen verbinden moderne Solartechnologie mit hochmodernen Speicher- und Steuerungssystemen für verlässliche Energieversorgung.

Energieoptimierung

Intelligente Steuerungsalgorithmen gewährleisten eine optimale Nutzung und Verteilung der Energie – transparent, effizient und nachhaltig.

Globale Lieferung

Dank unserer weltweiten Logistikkompetenz liefern wir Ihre Systeme termingerecht und übernehmen alle Schritte bis zur Inbetriebnahme vor Ort.

Unsere Lösungen für solare Mikronetze

Wir entwickeln fortschrittliche Energiespeicherlösungen für solare Mikronetze – ideal für abgelegene Regionen, industrielle Anwendungen und netzunabhängige Stromversorgung. Unsere Systeme sind modular aufgebaut, effizient und lassen sich flexibel in bestehende Infrastrukturen integrieren.

Solar Microgrid Energy Storage Solution

Solar Microgrid Energy Storage Solution

Ideal for remote or off-grid areas, providing reliable and on-demand solar energy storage for local microgrids.

Commercial Solar Power Storage System

Commercial Solar Power Storage System

A complete solar storage solution for businesses, optimizing energy savings and enhancing sustainability with grid and off-grid compatibility.

Heavy-Duty Industrial Solar Storage Unit

Heavy-Duty Industrial Solar Storage Unit

Built to withstand tough industrial environments, this system ensures uninterrupted power supply for critical operations.

Comprehensive Solar Power Integration

Comprehensive Solar Power Integration

Combining solar energy production and storage, this system is perfect for homes, businesses, and industries, offering energy efficiency improvements.

Compact Solar Power Generator

Compact Solar Power Generator

A portable and flexible power solution, ideal for remote locations or short-term projects, providing immediate energy access.

Advanced Solar Battery Monitoring System

Advanced Solar Battery Monitoring System

Utilizes intelligent algorithms to monitor solar battery performance, improving system reliability and efficiency over time.

Scalable Modular Storage Solution

Scalable Modular Storage Solution

Offers a flexible and scalable energy storage solution, perfect for both residential and commercial solar installations.

Solar Energy Performance Monitoring System

Solar Energy Performance Monitoring System

Provides advanced real-time insights and performance analytics, helping optimize solar system efficiency and energy management decisions.

Elektrische, chemische und thermische Energiespeicher

Die Lithium-Ionen-Technologie bestimmt die Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher seit den 1990er Jahren. Am Fraunhofer IFAM stehen aber auch andere Batteriesysteme wie

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Technologie-Roadmap eneRgiespeicheR füR die

Zellkomponenten, Zelltypen und Zelleigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien und ihren Verknüpfungen einschließlich des sie umgebenden Technologieumfeldes von 2010 bis ins Jahr 2030. 6 Die vorliegende „Technologie-Roadmap Energiespeicher für die Elektromobilität 2030" geht inhaltlich über die Lithium-basierte Technologie hinaus.

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Neue Speicher für die Energiewende

Elektrodenproduktion ohne Energiefresser und leichte Schwefelbatterien für die Luftfahrt. Die Fraunhofer-Institute übernehmen eine wichtige Rolle sowohl in der Entwicklung von Technologie- Innovationen als auch in der Ausbildung von Fachpersonal, zum Beispiel im Leitvorhaben »Forschungsfabrik Batterie«.

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Stromspeicher: Kampf um die beste Technologie

Diese Roadmap, wie sie von den Forschern genannt wird, untersucht ausgewählte Technologien, die sich noch in der Entwicklung befinden. Großes Potenzial, viel Entwicklungsbedarf

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Energiespeicher

Der Elektrolyt ist heute die Schlüsselkomponente bei der Entwicklung von Hochenergiezellen. Seine Chemie ist entscheidend für die Lebensdauer, Sicherheit und Leistung von Lithium-Ionen-Batterien. Der Elektrolyt besteht aus einer Mischung von organischem Lösungsmittel und Leitsalz.

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Batteriematerialien und -zellen

Auf einer Laborfläche von etwa 1.140 m² widmen wir uns in interdisziplinären Teams der Entwicklung neuer Materialien, ihrer Veredelung und innovativen Herstellungsverfahren. Unser Fokus erstreckt sich von unterschiedlichen Zellarchitekturen bis zur Prototypenentwicklung.

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Die Qual der Wahl

Dahingehend relativieren sich die etwas höheren Initialkosten beim Einsatz von Lithium-Eisen-Phosphat. Darüber hinaus verfügen Lithium-Eisen-Phosphat-Energiespeicher im direkten Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien über eine höhere Leistungsdichte, was hohe Lade- und Entladeströme sowie eine erhöhte Impulsbelastbarkeit

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Warum sind LFP-Zellen so attraktiv?

Entwicklung in Richtung LMFP. Optimierungen der LFP-Zellen zielen vor allem auf eine Erhöhung der Energiedichte ab. So lässt sich die Energiedichte einer LFP-Kathode mithilfe von Mangan (LMFP-Kathode) erhöhen. Weiterentwicklungen der LFP-Zelle konzentrieren sich daher auf die Zumischung von bis zu 75 % Mangan zum Lithium-Eisenphosphat.

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Marvin Kosin über stabile und kostengünstige Speichertechnologien

Das Projekt »Entwicklung eines Eisen‐Luft‐Batteriestacks als stationärer Energiespeicher für die Photovoltaik (ELUSTAT)« wird vom Ministerium für Wirtschaft,

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Zukunftstechnologie Natrium-Ionen-Batterie

Alternative zu Blei- und Lithium-Ionen-Batterien. Gespeist wird dieses Wachstum unter anderem von der Tatsache, dass es derzeit einfach keine marktreife, kostengünstige Batterietechnologie gibt, die mit ihrer Energiedichte zwischen Blei- und Lithium-Ionen-Batterien liegt. Berücksichtigt man aktuell die verschiedenen, benötigten Chemiestoffe, so die Analysten

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Zellentwicklungen für die Batterien künftiger Elektrofahrzeuge

Heute sind rund 70 % aller weltweit neuzugelassenen Elektro-Pkw mit Lithium-Ionen(Li-Ionen)-Batterien ausgerüstet, deren Kathode aus Nickel, Mangan und Kobalt (NMC

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Gesamt-Roadmap Energiespeicher für die Elektromobilität 2030

beleuchtet die konkreten Entwicklungspotenziale von Lithium- Ionen-Batterien und künftiger Generationen von elektroche- mischen Energiespeichern, welche als Schlüsseltechnologie für

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Was macht Lithium-Ionen-Batterien so effizient?

Auch die Entwicklung der Batterien ist von einer Evolutionsgeschichte geprägt. So löste die jeweils bessere Technologie ihren Vorgänger ab, ohne ihn in der Regel vollständig zu verdrängen. Lithium-Eisen-Phosphate: aktuell am weitesten verbreitet. (Bild: Shutterstock) Lithium Nickel Mangan Kobalt 3,7 V /Z (LiaNixMnyCozO2, kurz NMC)

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Entwicklung von Hoch-Energie-Elektroden für Lithium-Ionen

Perspektivisch ermöglicht der bipolare Aufbau von Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien eine signifikante Reduzierung der Systemkomplexität und dadurch eine erhöhte Energiedichte und

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Neue Batterien für die neue Klasse.

Aus diesem Grund steht der weitere Ablauf der Zell- und Batteriewertschöpfungskette bereits heute schon fest: Nach der Entwicklung einer nächsten Generation von Lithium-Ionen-Zellen sowie eines innovativen

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Fertigungsprozesse von Lithium-Ionen-Zellen | SpringerLink

Die in der Lithium-Ionen-Technologie eingesetzten Elektrolyte sind hochkonzentrierte Lösungen von Lithium-Salzen in polaren organischen Lösemitteln. Diese Lösungen sind hochgradig hygroskopisch und als Folge hiervon korrosiv. Gute Elektrolyte zeichnen sich durch extreme Benetzungs- und Kriecheigenschaften aus.

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Umfassende Erklärung des Wissens über Lithium-Ionen-Zellen

Die Experten von Tritek haben 12 Jahre Erfahrung in Design, F&E und Vertrieb von LEV-Lithium-Ionen-Batterien. Die bei Tritek produzierten Lithium-Ionen-Akkus sind konform globale Zertifizierung Standards für LEV-Batterien, wie EN15194:2017, UN38.3, CE, FCC, CB, UL usw. Tritek hat bereits Kundendienstzentren in Spanien im Jahr 2022 und in

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Energiespeicher-Monitoring 2018. Leitmarkt

von insgesamt neun Energiespeicher-Roadmaps führte.10 Im Rahmen der Förderbekanntmachung „ Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität" (STROM, 2011–2014)11 stand die For-schung an und Entwicklung von neuartigen, innovativen Elektro-fahrzeugen unter Berücksichtigung aller hierfür erforderlichen Subsysteme im Mittelpunkt.

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die Entwicklung von elektrochemischen Speichern mit neuer Materialkombination, wie etwa Lithium-Schwefel, zu reduzieren oder sogar zu überwinden. Die Überführung der so erhaltenen

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LFP-Akku: Der ideale Batteriespeicher?

Stationäre Stromspeicher haben eine rasante Entwicklung hinter sich: innerhalb eines Jahrzehnts sind sie vom Nischenprodukt zur Standardlösung für PV-Anlagen geworden. Die Weiterentwicklung der Batterietechnologie hat daran einen entscheidenden Anteil. Heute sind leistungsfähige Lithium-Ionen-Batterien der Standard in Heimspeichern – und immer häufiger

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Spezielles Partikeldesign soll neuartigen Eisen

Aus diesen Gründen bieten u. a. eisenhaltige Elektrodenmaterialen für die stationäre Speicherung von großen Energiemengen Vorteile. Der Eisen-Slurry/Luftspeicher

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Batterietechnik der Zukunft: Natrium vs. Lithium | heise online

Erste Natrium-Ionen-Batterien für Autos, Renaissance bei Natrium-Nickelchlorid und Potenzial von Natrium-Feststoffzellen: ein Blick in die Batterie-Zukunft.

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Hochenergiebatterien nach Lithium-Ion | SpringerLink

Die Verfügbarkeit, Ungiftigkeit und mechanische Stabilität von Eisen machen diese seit Jahrzehnten bekannte Batterie interessant. Der einfache Aufbau besteht aus einer

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Elektrochemische Energiespeicher

Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Sektorenkopplung spielt die Umwandlung von elektrischer in chemische Energie eine entscheidende Rolle. Ein Forschungsschwerpunkt der Fraunhofer-Gesellschaft im Geschäftsbereich Energie Speicher liegt daher im Bereich der elektrochemischen Energiespeicher, etwa für stationäre Anwendungen oder die Elektromobilität.

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Entwicklung von Hoch-Energie-Elektroden für Lithium-Ionen

Entwicklung von Hoch-Energie-Elektroden für Lithium-Ionen-Bipolar-Batterien. Projekt. In Kombination mit den dort bereits etablierten wässrigen Lithium-Eisen-Phosphat-Elektroden (LFP) bilden die LTO-Anoden die ersten im Technikumsmaßstab hergestellten Bipolarelektroden für die weitere Entwicklung der EMBATT-Bipolarbatterie.

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Lithium-Eisenphosphat als Premium-Lösung für Solarspeicher

Das änderte sich 1997. Seit diesem Zeitpunkt gewinnt Lithium-Eisen-Phosphat (engl. Lithium-Ferrophosphat; LFP) als Bestandteil der Lithium-Akkutechnologie immer weiter an Bedeutung. So werden die Akkus mit Lithium-Eisen-Phosphat bis 30.000 Amperestunde (Ah) mittlerweile am häufigsten als Solarbatterie bzw. Stromspeicher für Solaranlagen

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Stationäre Batteriespeicher in Deutschland: Aktuelle

nissen einer Studie von Wood Mackenzie aus dem Jahr 2020 überein, in der eine Zu-nahme des Marktanteils von LFP-Batterien in stationären Speichern von 10 % in 2015 auf 30 % in 2030 erwartet wird [6]. Unab-hängig davon zeigt sich bereits über die letzten Jahre ein Trend zu kobaltreduzier-ten NCA- und NMC-Kathodenmaterialien

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Bei der Entwicklung von LiFePO4-Batterien haben einige Hersteller, wie z. B. A123 Systems, eine wichtige Rolle gespielt und sie ins Rampenlicht gerückt. Anwendungen und Einsatz von LiFePO4-Batterien Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien weisen, verglichen mit anderen Lithium-Ionen-Batterien, in der Regel eine niedrige Nennspannung auf, was ihre

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Unser Team von Fachleuten im Bereich Solarspeicherlösungen

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Mit über einem Jahrzehnt an Erfahrung in der Entwicklung von Solarspeichersystemen leitet er das Team bei der kontinuierlichen Verbesserung unserer innovativen faltbaren Container, die für maximale Effizienz und Benutzerfreundlichkeit optimiert sind.

Zhang Hui - Expertin für die Integration von Solarwechselrichtern

Ihre Expertise liegt in der Integration von Solarwechselrichtern in innovative Energiespeichersysteme, mit dem Ziel, die Effizienz zu steigern und die Langlebigkeit der Systeme zu verlängern.

Wang Wei - Direktorin für die globale Marktentwicklung von Solarlösungen

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Zhao Xiu - Ingenieurin für die Entwicklung von intelligenten Steuerungssystemen

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