SOLID: Mit Sol-Gel zum Erfolg

Obwohl die weltweiten Forschungsaktivitäten innerhalb der vergangenen Jahre signifikant erhöht wurden und im universitären Labormaßstab bereits gezeigt wurde, dass sich Festkörperbatterien realisieren lassen, fehlt es bis dato an Prozesstechnologien, um sie in großen Mengen herzustellen.

Im Projekt SOLID will man versuchen, mit sogenannten Sol-Gel-Methoden die Kathode und den Festkörperelektrolyt aufzubauen. Dafür setzt man zunächst sogenannte Material-Prekursoren ein, aus denen sich in Lösung feinste Teilchen bilden. Durch spezielle Weiterverarbeitung lassen sich daraus Gele und schließlich feine Schichten erhalten.

Auf den so erzeugten Festkörperelektrolytschichten soll dann mittels physikalischer Gasphasenabscheidung die Lithiummetall-Anode „aufgedampft” werden. Um hohe Innenwiderstände zu verringern, die an den Grenzschichten auftreten, wird die Kathode mit einer besonderen Struktur versehen. Außerdem werden neuartige laserbasierte Verfahren eingesetzt, um das Kristallisationsverhalten der Kathode und Elektrolytschicht besser zu kontrollieren und für eine bessere Leitfähigkeit von Lithium-Ionen zu sorgen.

Letztlich sollen alle Einzelverfahren in einem kontinuierlichen Prozess zusammengeführt werden. Am Ende soll ein Demonstrator die Funktionstüchtigkeit des Verfahrens belegen.