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FP7

BATTERIES2020 — Ergebnis in Kürze

Project ID: 608936
Gefördert unter: FP7-NMP
Land: Spanien
Bereich: Grundlagenforschung

Kostengünstige Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge

Die hohen Batteriekosten stellen ein großes Hindernis für eine umfassendere Einführung von Elektroautos dar. Ein EU-finanziertes Projekt ist mehrere Schritte gegangen, um Lebensdauer und Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien zu erhöhen und gleichzeitig Sicherheit und Leistungsfähigkeit zu verbessern sowie Kosten zu senken.
Kostengünstige Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge
In den Plänen der EU spielen Elektrofahrzeuge eine wichtige Rolle dabei, um die Emissionen von Treibhausgasen und Luftschadstoffen aus dem Straßenverkehr einzudämmen. Um konkurrenzfähiger zu werden, müssen die Herstellungskosten von Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos sowie die Kosten pro Kilowattstunden auf drastische Weise gesenkt werden.

Das von der EU finanzierte Projekt BATTERIES2020 (BATTERIES2020: Towards realistic European competitive automotive batteries) hebt drei Ansätze zur Steigerung von Leistungsfähigkeit und Lebensdauer sowie zur Senkung der Gesamtbetriebskosten von Batterien hervor. Schwerpunktmäßig verfolgten die Forscher die Entwicklung von hochleistungsfähigen, strapazierfähigen Zellen, zuverlässigen Instrumenten zur Lebensdauervorhersage und sie wollten mehr über Batteriealterungs- und -zersetzungsphänomene erfahren.

Forscher setzten verbesserte Kathodenmaterialien auf der Basis von Nickel-/Mangan-/Kobaltoxiden ein, die einen guten Kompromiss zwischen Sicherheit, Kosten und Leistungsfähigkeit darstellen. Fahrzeugzellen aus diesem Material können Energiedichten im Bereich von 160 bis 180 Wh/kg BoL (Beginning of life, Gerätekennwert zu Lebenszyklusbeginn) erreichen und sind in der Lage, mehr als 3 000 Zyklen bei 80 % Entladungstiefe (Depth of Discharge, DOD) auszuführen. Besonderes Augenmerk legte man zudem auf die Entwicklung einer Roadmap auf Grundlage von Materialien, die eine faire Chance auf Kommerzialisierung haben.

Gründliches Verständnis der Alterungsphänomene und Zersetzungsmechanismen kann dazu beitragen, die Batterielebensdauer beeinträchtigende, kritische Parameter zu ermitteln. Durch eine Kombination von beschleunigten Tests, realen Felddaten, Post-mortem-Analyse, Modellierung und Validierung konnten die Forscher eine fundiertere Entscheidung über die Auswahl der Elektrodenmaterialien treffen. Neben dem Einsatz von Materialien mit hoher Energiedichte modifizierte das Team Zusatzstoffe, Komponenten und Grenzflächen, die als Hauptursachen der Zersetzung ermittelt wurden.

Die Batteriekosten für Elektrofahrzeuge müssen um mindestens 50 % reduziert werden, um gegenüber konventionellen Fahrzeugen preislich konkurrenzfähig zu sein. Die Forscher konnten eine vielversprechende Route zur potenziellen Senkung der Gesamtbetriebskosten ermitteln, indem sie die Batterien - insbesondere im Bereich der erneuerbaren Energien - in Second-Life-Anwendungen erneut verwerteten.

BATTERIES2020 zielte darauf ab, eine massive Einführung von Elektrofahrzeugen in Europa zu fördern, indem man die Hauptprobleme im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien überwindet, d. h. deren Kosten senkt. Die Projektansätze werden dem Einsatz von Elektrofahrzeugen für städtische Mobilität durch die Bereitstellung von für Langstreckeneinsatz geeigneten Hochleistungsbatterien mit längerer Lebensdauer einen Anschub verpassen. Auf diese Weise soll gleichermaßen der Übergang zu einer emissionsarmen europäischen Wirtschaft erleichtert werden.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Lithium-Ionen-Batterien, Elektrofahrzeuge, BATTERIES2020, Betriebskosten, Alterung, Zersetzung
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