Den Geheimnissen der Batterie auf der Spur

Sie sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken, ohne sie würde vieles stillstehen: Batterien. Obwohl sie jetzt schon leistungsstark sind, versuchen Hersteller und Anwender wie die Autoindustrie sie noch weiter zu optimieren und Fehler in der Produktion zu finden. Zwar sind diese Fehler mikroskopisch klein, doch können sie sich kritisch auf Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Sicherheit der Batterien auswirken.

Das von der Europäischen Union geförderte internationale Forschungsprojekt "NanoBat" aus Industriebetrieben und Forschungsstandorten nimmt nun die Arbeitsprozesse bei der Herstellung von Lithiumionenbatterien genauer unter die Lupe.

"Allein zur Deckung des EU-Bedarfs sind mindestens 20 große Batterieproduktionsanlagen erforderlich", sagt Projektkoordinator Ferry Kienberger von der Firma Keysight Technologies. "Wir sind zuversichtlich, dass die ,NanoBat‘-Technologien europäische Hersteller unterstützen können, dieses enorme Marktpotenzial auszuschöpfen und mit dem globalen Wettbewerb Schritt zu halten."

Messungen auf Nano-Ebene

Auch die Linzer Kepler-Uni beteiligt sich an dem internationalen Projekt.

"Mit den elektrischen Messsystemen können wir den Ladezustand der Batterie genau charakterisieren und potenzielle Fehler rasch erkennen", sagt Georg Gramse vom Institut für Biophysik. Gemessen wird dabei auf mehreren Ebenen: Direkt auf der für uns gewohnten Makroebene, also an der Batteriezelle selbst, aber auch auf der Mikro- und der nicht mehr sichtbaren Nano-Ebene. Die Forscher der Kepler-Uni haben sich der elektrischen Messung auf Nano-Ebene verschrieben. "Wir erforschen den Zustand der einzelnen Elektroden und versuchen zu schlussfolgern, wie minimale Veränderungen auf der Nano-Ebene übrige Ebenen beeinflussen", sagt Georg Gramse.

Am 1. April begannen die Forschungen zu dem fünf Millionen Euro schweren Projekt, an dem deutsche, italienische, griechische spanische, Schweizer und eben auch österreichische Partner beteiligt sind. Dauern soll es drei Jahre.

"Im Idealfall haben wir am Ende unserer Untersuchungen ein Verständnis dafür erhalten, wie die mikroskopisch kleinen Batteriekomponenten miteinander agieren, und können unser neugewonnenes Know-how an Hersteller in Europa weitergeben", sagt Gramse. "Damit die Batterien heutiger und kommender Generationen immer weiterentwickelt werden können." (mis)