Förderbekanntmachungen

Effizienzsteigerung und Nutzung von Synergieeffekten in der Batteriezellfertigung für die Elektromobilität (SynBatt)

Ziel der Fördermaßnahme ist zum einen der Aufbau von Entwicklungs- und Produktionsnetzwerken im Bereich der Batteriezellproduktion. Im Rahmen dieses Förderschwerpunkts sollen Zellen für Traktionsbatterien weiterentwickelt sowie nachhaltig und kostenoptimal produziert werden. Dabei sollen im Bereich der Batterieproduktionstechnik Synergien genutzt werden, um komponentenübergreifende Innovationen zu erzeugen und die Technologieführerschaft im fahrzeugorientierten Batterieingenieurswesen zu erreichen.

Ein weiteres Ziel ist der Aufbau von Kompetenzen zur Erreichung eines nachhaltigen und geschlossenen Materialkreislaufs von Batteriematerialien über den gesamten Lebenszyklus sowie zur kreislauffähigen Produktion von Batteriezellen.

Im Detail verfolgt die Fördermaßnahme folgende Förderziele:

• Die Bündelung von komponentenübergreifenden Entwicklungskompetenzen zur Effizienzsteigerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette Batteriezelle.
• Die Optimierung des Gesamtsystems Batteriezelle (Produkt und Prozess) unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus.
• Die Generierung von Alleinstellungsmerkmalen (z. B. Flexibilität, Sicherheit, Kosteneffizienz, Qualität, Performance, Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit) in allen Bereichen entlang der Wertschöpfungskette Batterie.
• Die Bildung von Verbünden, die in der Lage sind, den Markt der Fertigungstechnologie für eine effiziente und nachhaltige Batteriezellproduktion mit Lösungen in den Bereichen Turn-Key-Solutions und/oder Plug-and-Produce zu bedienen.
• Die Etablierung eines effizienten Wertschöpfungskreislaufs von Batteriematerialien und/oder -komponenten in industriellem Maßstab zum Aufbau einer herstellerübergreifenden und durchgängigen Kreislaufwirtschaft für die Batteriezellproduktion.

Im Rahmen dieser Fördermaßnahme werden die zwei Förderschwerpunkte zu den folgenden Einreichungsstichtagen adressiert:

• Förderschwerpunkt „Batteriezellproduktion“: 15. März 2022
• Förderschwerpunkt „Green Battery“: 15. September 2022

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Batteriematerialien für zukünftige elektromobile, stationäre und weitere industrierelevante Anwendungen (Batterie 2020 Transfer)

Im Fokus der Bekanntmachung stehen:

• Forschung und Entwicklung im Rahmen risikoreicher, industriegeführter, vorwettbewerblicher Verbundprojekte,
• Verbundvorhaben, die der Umsetzung eines Machbarkeitsnachweises oder der Entwicklung eines Demonstrators dienen, um aus dem Labor einen entscheidenden Schritt weiter in Richtung Marktanwendung zu kommen,
• industriegeführte Transferprojekte aus den Batterie-Kompetenzclusteraktivitäten,
• Forschungsverbünde zwischen Hochschulen und/oder außeruniversitären Forschungseinrichtungen mit enger Industrieeinbindung mit dem Ziel des Technologietransfers,
• Verbundvorhaben im Rahmen der verschiedenen Abkommen zur wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit mit internationalen Partnern.

Forschungsgegenstand aller angestrebten Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprojekte sind material- und prozessbasierte Fragestellungen, die Sekundärbatterien mit bestimmten Anwendungsschwerpunkten betreffen. Folgende Sekundärbatterie-Typen werden berücksichtigt: Lithium-Ionen-Systeme mit mindestens einer Interkalationselektrode und alternative Batteriesysteme (Metall-Ionen-, Metall-Luft/Sauerstoff-, Metall-Schwefel- und andere zukunftsweisende Systeme).In Abgrenzung zu anderen Fördermaßnahmen des BMBF werden keine Vorhaben zu Redox-Flow-Batterien, Superkondensatoren sowie Brennstoffzellen gefördert.

Die Vorhaben können verschiedene Stufen der Wertschöpfungskette, von der Materialentwicklung bis zur Batteriezellproduktion, adressieren. Sie können auch Betrachtungen bis zur Modul- oder Systemebene beinhalten, sofern diese einen wesentlichen Erkenntniszuwachs im Kernbereich des Vorhabens liefern. Alle Material- und Prozessentwicklungen sollen im Systemzusammenhang erarbeitet werden.Vor diesem Hintergrund werden vorrangig Konzepte ausgewählt, die auf einem innovativen Batteriedesign basieren. Innovatives Design kann auf den verschiedenen Ebenen einer Batterie realisiert werden, etwa auf Material-, Zellkomponenten- oder Zellebene. Um den Rohstoffeinsatz in Zukunft noch effizienter zu gestalten, sollen dabei auch Ansätze zur Rohstoffeinsparung und Substitution berücksichtigt werden.

Darüber hinaus sollen auch bestehende Konzepte der genannten Ebenen hinsichtlich nachfolgender Recycling­verfahren oder dem Wiedereinsatz von Batterien überdacht werden. Die Batteriezellen aus Primär- als auch aus Sekundärrohstoffen sollen im Vergleich zum Stand der Technik zu deutlichen, quantifizierbaren Verbesserungen der Eigenschaften wie Energie- und Leistungsdichte, Schnellladefähigkeit, Lebensdauer, Sicherheit und Alterung führen. Zugleich soll eine kosteneffiziente Fertigung sichergestellt sein.

Ebenfalls werden innovative Konzepte betrachtet, die die Entwicklung von Prozessen und die notwendigen Produktionsmittel für Batterien adressieren. Hierbei werden Fertigungsprozesse und Produktionsmittel für die Wert­schöpfungskette Batterie betrachtet. Eine praktische Erprobung auf Pilotlinien, etwa an der im Aufbau befindlichen „Forschungsfertigung Batteriezelle“ in Münster, kann dabei Teil der Vorhaben sein.

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