Elektrische Speicher: Das Beste für Batterien

Vom Akku im Smartphone bis zum stationären Speicher, der im Unternehmen den Strom aus der Solaranlage speichert: Elektrische Energiespeicher lassen sich vielfältig einsetzen. Mit unserer Forschung tragen wir dazu bei, Batterien für den mobilen und stationären Einsatz sicherer und preiswerter zu machen.

Wir interessieren uns für verschiedene Arten von Batterien, beispielsweise Lithium-Ionen, Redox-Flow, Lithium-Metall und Festkörperbatterien. Ein Teil unserer Forschung beschäftigt sich damit, die optimale Materialzusammensetzung für Anoden und Kathoden und anderer Komponenten verschiedener Batterietypen zu entwickeln. Dabei berücksichtigen und verbessern wir auch die Produktionstechnologien und haben dafür einen eigenen Prozess zur Handfertigung von Lithium-Ionen-Zellen entwickelt. Dazu setzen wir verstärkt Simulationsmodelle ein.

Projekte zu elektrischen Speichern

Kompetenzzentrum für Energiespeicher: CompStor

CompStor – Kompetenzzentrum zur Energiespeicherung 
(Competence Center for Energy Storage)

Allgemeine Informationen zum Projekt:

Projektlaufzeit: 01.10.2015 - 30.09.2018

Lead-Partner: Technologiezentrum Energie der Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut



Projektpartner: Fachhochschule Oberösterreich - FH OÖ Wels

Projektfinanzierung: ESI-Fonds 2014-2020
INTERREG V-A Österreich-Deutschland/Bayern 2014-2020

Projekttziele: Verbreiterung und Verbesserung der grenzüberschreitenden F&E&I-Kapazitäten

Spezifisches Ziel: Auf- und Ausbau gemeinsamer, grenzüberschreitender Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationskapazitäten im Hochschulsektor und bei Kompetenzzentren

Projektbeschreibung: Die FH OOE (Wels) und die HAW Landshut-TZE bündeln ihre Kompetenzen in der Energiespeicherung. Geplant sind der Auf- und Ausbau der Ressourcen zur "grenzenlosen" Zusammenarbeit in Grundlagenforschung wie angewandter Forschung und Lehre im Bereich Energiespeicherung und im Bereich der Schutztechnik für Gleichstromsysteme.
Ein innovationsfreundliches Forschungsumfeld wird in der Grenzregion aufgebaut. Die Partner erarbeiten ein gemeinsames Konzept für Forschung und Lehre zur Nutzung der Ressourcen am TZE im Bereich der Batterietechnologie und der Netzintegration.
Das TZE wird dazu im Schwerpunkt als Demonstrations- und Forschungseinrichtung zur Entwicklung, Prüfung und Einbindung von Speichertechnik in bestehende Netzte ausgebaut. Der Forschungsschwerpunkt im Bereich Batteriesysteme wird um Teilautomatisierung von Fertigungstechnologie ergänzt.
Die Infrastruktur in Wels wird um Hochspannungs- und Hochstromprüfmöglichkeiten ergänzt. Mit diesen Einrichtungen können die Konstruktionsgrundlagen für elektrische Speichersysteme, die dafür notwendige Schutztechnik, sowie Grundlagen für effiziente Prüfmethoden zur Qualitätssicherung in der Fertigung von Speichern geschaffen werden.
In der Lehre arbeiten die beiden Hochschulen bei der Entwicklung und der Durchführung von Seminaren im Bereich Batterietechnologie, Netzintegration und (Gleichstrom-)schutztechnik für Speichersysteme sowie Aspekten der Qualitätssicherung in der Fertigung zusammen. Die bestehenden Kapazitäten für die Durchführung von Seminaren und Praktika am TZE und an der FH OOE entsprechen erweitert, um den Kursgrößen beider Hochschulen gerecht zu werden.

Ein Projekt gefördert aus den Mitteln des ESI-Fonds 2014-2020

Eine Zusammenarbeit im Rahmen von INTERREG V-A Österreich-Deutschland/Bayern 2014-2020

Forschungsplattform für zukünftige Energiespeicher: FSTORE

FSTORE: Grenzüberschreitende Plattform für Forschung an zukünftigen Energiespeichern und deren Integration 
(Cross-border Platform for Research in Future Energy Storage Systems and their Integration)

Allgemeine Informationen zum Projekt:

Projektlaufzeit: 01.02.2017 – 31.01.2020

Lead-Partner: Technologiezentrum Energie (TZE) der Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut in Ruhstorf an der Rott

Projektpartner: New Technologies Research Centre (NTC) der Universität Westböhmen in Pilsen

Projektfinanzierung: INTERREG V Freistaat Bayern - Tschechische Republik 2014 – 2020 (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung)

Projektziel: Stärkung der grenzüberschreitenden F&I-Aktivitäten

Spezifisches Ziel: Schaffung einer Plattform im INTERREG- Gebiet zur gemeinsamen Forschung an Flussbatterien und zum Wissensaustauch

Projektbeschreibung: Das Projekt FSTORE generiert eine wissenschaftliche Plattform zur gemeinsamen Forschung im INTERREG-Programmgebiet im Bereich der Flussbatterien (Redox-Flow Batterien). Dazu wird die bereits vorhandene grenzübergreifende Forschungs- und Infrastruktur zu diesem Forschungsfeld gebündelt, in Abstimmung mit den Projektpartnern optimiert und gleichzeitig einem größeren Kreis von Wissenschaftlern zugänglich gemacht.
Dabei sollen moderne und innovative Lösungen zur Energiespeicherung im Bereich Redox-Flow Systeme im Fokus stehen. Die voneinander unabhängige Skalierbarkeit von Leistung und Energie der Redox-Flow Systeme bietet hervorragende Chancen zur Integration solcher Speichersysteme in unterschiedlichste Szenarien, wie beispielsweise Notstromversorgungen, Lastausgleich und Spitzenlastkappung im Verteilernetz. Dazu sollen die Redox-Flow-Batterien im Umfeld regenerativer Energieerzeugung betrachtet werden. Zudem ist diese Technologie aus heutiger Sicht von einer zu erwartenden Verknappung der zur Herstellung benötigten Rohstoffe (Seltene Erden, Edelmetalle, etc.) weitgehend unberührt.

Elektrodenbeschichtung: LoCoTroP

LoCoTroP - Low-Cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse

Verbundprojekt im Forschungscluster Batteriezellproduktion ProZell

Allgemeine Informationen zum Projekt:

Projektlaufzeit: 01.08.2016 - 31.07.2019

Projektkoordinator: Technologiezentrum Energie der Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut
, Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger

Projektpartner:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Abteilung Beschichtungssystem- und Lackiertechnik
, www.ipa.fraunhofer.de
Technische Universität Braunschweig, Institut für Partikeltechnik
, www.ipat.tu-braunschweig.de

Projektfinanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung 
Energie -und Klimafonds

Projektziel: Entwicklung einer neuartigen, umweltfreundlichen  und lösemittelfreien Trockenbeschichtungstechnologie für Batterieelektroden

Projektbeschreibung: Im Projekt LoCoTroP erfolgt die Entwicklung einer innovativen Produktionstechnologie von Batterieelektroden mit einem  Trockenbeschichtungsverfahren. Bei gleichbleibender elektrochemischer Performance resultiert daraus eine signifikante Senkung der Produktionskosten sowohl durch geringere Investitionskosten für die Produktionsanlagen, höhere Durchlaufgeschwindigkeiten als auch durch den Verzicht auf die Lösungsmittel im Betrieb. Letzteres sowie erhebliche Energieeinsparung im Prozess durch Wegfall des Trocknerbetriebes führt zu einer erheblichen Einsparung von Ressourcen in der Zellproduktion, zur Verringerung der Umweltbelastung und zu vereinfachten umweltrechtlichen Genehmigungsverfahren für Batteriefabriken.

Lithium-Ionen-Batterien: SurfaLIB

SurfaLIB - Verbesserte Lithium-Ionen-Batterien durch Modifikation der Elektrodenoberflächen (Surface modifications for improved Lithium-Ion-Batteries)

Allgemeine Informationen zum Projekt:

Projektlaufzeit: 01.10.2016 - 30.09.2019

Verbundkoordinator: Plasmatreat GmbH, Dr. Alexander Knospe

Akademische Partner: Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, TU München (TUM-iwb)
Lehrstuhl für Technische Elektrochemie, TU München (TUM-TEC)
Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Bremen (IFAM)
Technologiezentrum Energie, HAW Landshut

Industriepartner: Plasmatreat GmbH, Steinhagen
Schlenk Metallfolien GmbH & Co.KG, Roth
ARGES GmbH, Wackersdorf
BMW Group, München
Bercomal SPA, Mailand

Projektträger: Projektträger Jülich

Projektziele: Verbesserung der Leistungsparameter, Senkung der Herstellungskosten von Lithium-Ionen-Batterien durch Oberflächenmodifikation von Substratfolie und Aktivmaterial

Projektbechreibung: Im Projekt SurfaLIB werden Verfahren zur Oberflächenmodifizierung der Substratfolien und der Aktivmaterialschichten untersucht, welche die Verbesserung der Leistungsparameter und die Senkung der Herstellkosten von Lithium-Ionen Batterien zum Ziel haben. Die HAW Landshut bearbeitet einen teilautomatisierten Herstellungsprozess von Lithium-Ionen Zellen und kann diesen vollständig im Labormaßstab abbilden. Die Ansatzgrößen bei der Elektrodenherstellung liegen im niedrigen Kilogrammmaßstab und ermöglichen eine kontinuierliche Beschichtung der Ableiterfolien bis zu ca. 30 Metern. Innerhalb des Projekts SurfaLIB nimmt die HAW eine wichtige Schnittstellenfunktion bei der Beschichtung von Kollektorfolien ein. Ein wesentliches Ziel in SurfaLIB ist die Herstellung von Dickschichtelektroden auf modifizierten Kollektorfolien.

Elektromobilität: COATEMO (abgeschlossen)

COATEMO - Coating-Prozesse für die Veredelung von Natur-Graphit für die E-Mobilität

Im Rahmen dieses Projektes sollen die Grundlagen und Möglichkeiten der Veredelung von Naturgraphiten als Speichermaterialien für Lithium-Ionen-Batterien in Hinblick auf die Elektromobilität erforscht werden.

Projektlaufzeit: Januar 2013 - Dezember 2015

Projektkoordinator: AMG Mining AG
Dr. Robert Feher

Projektpartner: Technologiezentrum Energie

Unterauftragnehmer: ZSW - Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg

Projektfinanzierung: im Rahmen des Programms "Neue Werkstoffe in Bayern"

Projektziele:

Das Projekt besitzt zwei Ziele:

  1. Die Entwicklung von Coating-Prozessen für die Veredelung von Natur-Graphiten für die Elektromobilität. Graphit Kropfmühl AG will die Wertschöpfung bei der Veredelung von Naturgraphiten zu Anoden-Graphiten selbst betreiben. Die Grundlagen hierfür werden im Projekt untersucht und auf Funktion verifiziert.


  2. Die Untersuchung und Bewertung von Veredelungsstrategien in Hinblick auf die spätere Verfahrensentwicklung. Es werden folgende Veredelungsmethoden betrachtet:
    • Mechanische Behandlung (Verrunden)
    • Naßchemische Beschichtung
    • CVD-Beschichtung

Elektromobilität: FORELMO (abgeschlossen)

FORELMO – Bayerischer Forschungsverbund für Elektromobilität

Der elektrische Antriebsstrang von morgen – effizient, sicher, wirtschaftlich

In diesem Teilprojekt werden verbesserte Lithium-Ionen-Zellen mit dem Kathodenmaterial Lithiumeisenphosphat für die Elektromobilität entwickelt. Dafür wird die Prozesssicherheit und Belastbarkeit des Kathodenpulvers erhöht. Weitere Arbeitspunkte sind die Entwicklung von Rezepturen für den Elektrodenguss sowie von raschen und effektiven Elektrodenbefüllprozessen. Elektronische und ionische Leitfähigkeit in der Zelle werden optimiert. Die Qualifizierung für die Elektromobilität findet in Halb- und großen Vollzellen statt.

Projektlaufzeit: Januar 2013 - Dezember 2015

Verbundsprecher: Prof. Dr. Lothar Frey, Fraunhofer IISB, Erlangen/Nürnberg
Prof. Dr. Markus Lienkamp, TU München

Geschäftsführer: Dr. Bernd Fischer, Fraunhofer IISB, Erlangen/Nürnberg

Akademische Partner: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, Nürnberg/Erlangen
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, TU München (TUM-FTM)
Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik, TU München (TUM-EES)
Fakultät Elektrotechnik Feinwerktechnik Informationstechnik, Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg (GSO-EFI)
Technologiezentrum Energie, Hochschule Landshut, Professur für Elektrische Energiespeicher (FHL-EE)

Industriepartner: EPCOS AG, München
FMS Systemtechnik GmbH, Kraiburg am Inn
IAV GmbH, München
Infineon Technologies AG, Neubiberg
LION Smart GmbH, Frieding
Modelon GmbH, Gilching
Clariant AG, Moosburg
TÜV SÜD Battery Testing GmbH, Garching
Wissenschaftlich-technische Begleitung
Bayerischer Cluster Leistungselektronik

Projektfinanzierung: Bayerische Forschungsstiftung

Gesamtprojektziel: Hauptziel des Forschungsverbunds ist ein Innovationsschub für die bayerische Forschung mit dem Ziel der wirtschaftlichen Stärkung der Position und des Arbeitsplatzpotenzials der bayerischen Wirtschaft im globalen Wettbewerb. Damit verbunden sind eine Erhöhung der Sichtbarkeit des Standorts Bayern und eine bessere Ausschöpfung der bayerischen Potentiale durch stärkere Vernetzung aller Partner

Ansprechpartner

Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger

Lehrgebiete

Elektrische Energiespeicher
Chemie

Kontakt

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E-MAIL: karl-heinz.pettinger(at)haw-landshut.de