Batterie-Update

Aktuelles aus unserer Batterieforschung

Im Batterie-Update begleiten Forschende des Fraunhofer ISI aktuelle Debatten und Fragen rund um Batterieforschung, -produktion und -entwicklung. Entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette – also von Rohstoffen über Komponenten, die Batteriezelle und Batteriemärkte bis hin zum Recycling – werden relevante Themen aufgegriffen und kritisch diskutiert.

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  • Feststoffbatterien: Publikationen nach Herkunft der Autor:innen und angekündigte Zellproduktionskapazitäten nach Standort
    © Fraunhofer ISI

    Feststoffbatterien (Solid-state batteries, SSB) werden immer wichtiger: Fast alle namhaften OEM nennen die Technologie in ihren Entwicklungsroadmaps, teilweise mit recht konkreten Zeitpunkten für die Implementierung. Doch haben SSB bereits die nötige technologische Reife für die Einführung im Automobilmarkt erreicht? Noch immer finden sich neben den Kommerzialisierungsankündigungen der Hersteller auch Berichte aus der Forschung und Entwicklung, die nach wie vor auf große Herausforderungen auf dem Weg zum Massenprodukt schließen lassen.

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  • Vergleich alternativer Batterietechnologien: Technologiereife, Marktpotenzial und Nachhaltigkeitsvorteile
    © Fraunhofer ISI

    Die weltweit steigende Nachfrage nach Batterien wird derzeit zum Großteil durch Lithium-Ionen-Batterien gedeckt. Aufgrund von geopolitischen Abhängigkeiten und Ressourcenverfügbarkeiten geraten allerdings zunehmend alternative Batterietechnologien in den Fokus. Welche Alternativen zur Lithium-Ionen-Batterie können die steigende Nachfrage bedienen, die Rohstoffsituation entspannen und geopolitische Abhängigkeiten verringern? Wie können Lieferketten so aufgebaut werden, dass in Europa ein resilientes und technologiesouveränes Batterie-Ökosystem entstehen kann? Und welche Rolle spielen Natrium-Ionen-Batterien, die in Asien bereits in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen?

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  • Feststoffbatterie-Roadmap mit unterschiedlichen Zellkonzepten und ihrem voraussichtlichen Beginn der industriellen Pilotproduktion
    © Thomas Schmaltz, Felix Hartmann, Tim Wicke, Lukas Weymann, Christoph Neef und Jürgen Janek (2023): A Roadmap for Solid-State Batteries; in: Advanced Energy Materials (Volume 13, Issue 43/2023) herausgegeben von Wiley-VCH GmbH

    Feststoffbatterien gelten als vielversprechende Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Unterschiedliche Materialien stehen dabei für die verschiedenen Komponenten zur Auswahl. Welche könnten in Zukunft in (hybriden) Zellkonzepten erfolgreich kommerzialisiert werden?

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  • Spotmarkt-Preisentwicklung für Co, Li2CO3 und LiOH sowie Anzahl und Zeitpunkt öffentlich gemachter Liefervertragsabschlüsse
    © Fraunhofer ISI

    Die Preise für wichtige Batterierohstoffe waren in den vergangenen zwei Jahren enormen Schwankungen unterlegen und haben dem Trend sinkender Batteriezellkosten ein – zumindest vorübergehendes – Ende gesetzt. In diesem Beitrag seines Batterie-Updates zeigt das Fraunhofer ISI, welche Rolle die Ausgestaltung von Lieferverträgen bei der Preisgestaltung spielt und wie sich die Veränderungen bei den Rohmaterialpreisen auf die Kosten unterschiedlicher Lithium-Ionen-Batterietechnologien auswirken.

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  • Globale Produktion von Zellen mit LFP- und NMC-/NCA-Kathodenmaterial zwischen 2022 und 2030
    © Fraunhofer ISI

    Die Kathode ist eine zentrale Komponente einer Lithium-Ionen Batteriezelle und beeinflusst maßgeblich deren Kosten, Energiedichte – also relative Speicherfähigkeit –, und Sicherheit. Bei der Wahl der Kathodenaktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien dominieren aktuell zwei Materialien: Lithiumeisenphosphat (LFP), das verhältnismäßig kostengünstig ist, und Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) bzw. Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA), welche durch eine höhere Energiedichte, also Speicherfähigkeit von elektrischer Energie, im Markt überzeugen. Unsere Analyse zeigt, wo auf der Welt bis wann wie viel von welchem Kathodenmaterial in der Batterieproduktion zum Einsatz kommen wird.

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  • Im Rahmen des Forschungsprojekts »BetterBat« wurde eine Open-Source-Zelldatenbank für Lithium-Ionen-Batterien und deren technische Spezifikationen veröffentlicht. Die Datenbank enthält bereits mehr als 300 verschiedene Zelltypen verschiedener Hersteller und wird kontinuierlich aktualisiert. Industrie und Forschungseinrichtungen können die Datenbank als Benchmark frei nutzen.

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  • Anteile der weltweiten Produktion von Anoden, Kathoden, Elektrolyt und Separatoren
    © Fraunhofer ISI

    Es ist bekannt, dass ein Großteil der Batteriezellfertigung in Asien stattfindet, genauer in China, Korea und Japan. Oft geht aber unter, dass diese Marktvorherrschaft bei vorgelagerten Produktionsschritten der Batterieherstellung noch deutlicher ist. Mehr als 90 Prozent der Hauptausgangsmaterialien einer Batteriezelle (also Anode, Kathode, Separator und Elektrolyt) kommen aus diesen drei Ländern.

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