ElViS

Entwicklung und Erprobung ultraleichter Verbundstrukturen mit integrierter elektrischer Speicherfunktion

In der Forschung zu reduziertem Ressourcenverbrauch stehen innovative Konzepte für die Speicherung und Bereitstellung von elektrischer Energie im Fokus.
Schwere Kompaktbatterien führen zu Herausforderungen bei der Gewichtsverteilung und schränken die konstruktiven Möglichkeiten bei der Bauraumgestaltung ein. Vor allem in Bereichen der elektrifizierten Luftfahrt (Drohnen, Flugtaxis) ist daher eine Gewichtseinsparung absolut notwendig.

Fünf Blasen mit verschiedenen kleineren Blasen in einem offenen Ring angeordnet. Diese sind untereinander mit den Nebenblasen durch Striche verbunden. Außerdem: Beschriftungen. — Prinzipskizze der Funktionsweise eine faserverstärkten Li-Ionen Batterie während des Lade- und Entladevorgangs.

Einen vielversprechenden Ansatz stellen dabei sogenannte strukturtragende Batterien dar. Dabei handelt es sich um neuartige, multifunktionale Leichtbau-Verbundwerkstoffe auf der Basis von Kohlenstofffasern, die zusätzlich eine Energiespeicherung ermöglichen.
Im Projekt ElViS werden unterschiedliche Möglichkeiten der Optimierung der Kapazität pro Masseneinheit von Li-Ionen-Batterien untersucht. Im Zentrum steht dabei vor allem die Herstellung und Erprobung von kohlenstofffaserverstärkten Dünnschichtelektroden. Hierbei werden die speziellen Eigenschaften von Kohlenstofffasern sowohl elektrochemisch als auch mechanisch genutzt. Dadurch sollen Batterien neben der Speicherung von elektrischer Energie auch strukturtragende Aufgaben übernehmen können. Dies ermöglicht die Substitution von bestehenden, reinen Strukturkomponenten und somit eine Reduktion der Masse des Gesamtsystems.

Drei Abbildungen. 1. Abb. (links) verschiedene Schichten, Abb. 2 (rechts): runde, längliche, gestapelte Formen, Abb. 3: gestaüelte Formen aus Abb.2 auf einer Platte, darüber: Li+-Blasen. — Schichtaufbau einer strukturtragenden Pouchzelle mit faserverstärkten Dünnschichtelektroden.

Zeitraum

01.05.2022–30.04.2025

Projektpartner

Förderung/Finanzierung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK): Luftfahrtforschungsprogramm LuFo VI-2
"Disruptive Technologien und innovative Systeme (ökoeffizientes Fliegen)"
Förderkennzeichen: 20E2118A