MiBZ: Intelligente Batteriezellen

Elektrofahrzeuge tragen im Gegensatz zu klassischen Verbrennern dazu bei, das Klima zu schützen, weil sie im Betrieb kein Kohlendioxid erzeugen – zumindest bei einer Energieversorgung, die ausschließlich auf regenerativen Energien basiert. Die derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien haben aber aufgrund ihrer aufwändigen Herstellung zu Beginn der Nutzungsdauer einen relativ hohen „Kohlendioxid-Fußabdruck“.

Ein Ansatz, um diesen zu senken, ist, die Lithium-Ionen-Batterien möglichst lange zu nutzen. So kann man sie etwa in stationären Energiespeichern zur Stromnetzstabilisierung weiter verwenden, nachdem sie altersbedingt für die Anwendung in Fahrzeugen, für die höhere Leistungsanforderungen gelten, nicht mehr taugen. Dieses Vorgehen wird als „second use“ – also zweites Leben – bezeichnet. Für diesen Zweck steht im Projekt „Multifunktionale intelligente Batteriezelle (MiBZ)“ im Fokus, spezielle Funktionalitäten zu entwickeln, die dafür notwendig sind.

Ziel ist es, eine Lithium-Ionen-Zelle zu erforschen und entwickeln, die einerseits für die Massenproduktion geeignet ist, aber durch ihre Zellchemie und die eingebaute „Intelligenz“ in Form von Sensoren und eines „Zellpasses“ sowohl in Fahrzeugen als auch in stationären Anwendungen einsetzbar ist. Die integrierte Elektronik macht Zellen zwischen den Anwendungen austauschbar und ermöglicht – besonders in den Second-use-Anwendungen – eine höhere Sicherheit.

Sensoren, die in die Zellen integriert werden, bestimmen kontinuierlich deren Zustand. So kann beim Wechsel der Anwendung der wirtschaftliche Wert der Zellen ohne aufwändige Messungen schnell und einfach bestimmt werden. Ferner können weitere Funktionen enthalten sein, wie die Speicherung einer lückenlosen Historie (beginnend bei der Zellproduktion) oder ein Plagiatsschutz. Die Kosten für die „intelligenten“ Zellen sollen auf dem Niveau des Stands der Technik (Standardzellen) liegen oder sogar darunter. Die Komplexität auf Systemebene soll geringer sein.