Mit der zunehmenden Entwicklung und Nutzung unterschiedlichster Batterie-Speichertechnologien stellen sich für Forscherinnen und Forscher kontinuierlich neue Herausforderungen. Dabei tragen vor allem neuartige Hochenergie-/Hochleistungsstromspeicher für mobile und stationäre Anwendungen dem stetigen Fortschritt und dem Gelingen der Energiewende bei.
Auf dem Batterie-Sicherheitscampus werden Forschungsarbeiten zur sicheren Anwendung von Batterien ausgehend von kleinen Halbzellen bis hin zu großen Batteriesystemen durchgeführt. Durch die besondere, systemübergreifende Bündelung von Kompetenzen aus der elektrochemischen Verfahrenstechnik, der Sensorik und weiteren Ingenieursdisziplinen, lassen sich komplexe Problemstellungen ausführlich bearbeiten.
Im Themenfeld der Elektromobilität werden bspw. größere Reichweiten von Elektrofahrzeugen mit möglichst kompakten Batterien und sehr hohen Kapazitäten sowie einer schnellen und sicheren Ladetechnik benötigt. Auf dem Batterie-Sicherheitscampus wird diesbezüglich neben weiteren Projekten das ambitionierte Ziel verfolgt, in einem kurzen Ladevorgang von etwa 10 Minuten eine Reichweite von 500 km mit 100 % erneuerbaren Energien und minimaler Netz- und Batteriebelastung zu laden.
Eine Batterie muss in jeder Situation sicher und zuverlässig sein und darf auch unter Extrembedingungen nicht unkontrolliert in Flammen aufgehen. Um dies zu gewährleisten, wurde ein dreistufiges Sicherheitskonzept erstellt. Dieses wird fortlaufend an aktuelle Fragestellungen angepasst und weiterentwickelt. Dabei werden neben einer hochpräzisen und innovativen Sensorik auch verschiedene Betriebsstrategien und Sicherheitsmechanismen entwickelt und integriert.
Im Fokus weiterer Forschungsarbeiten steht unter anderem auch die Entwicklung von Metall-Luft-Batterien, die vor allem der Elektromobilität zum Durchbruch verhelfen sollen. Diese Systeme ziehen den Sauerstoff aus der Umgebungsluft und geben ihn beim Laden wieder ab, wodurch die Energiedichte im Vergleich zu heutigen Lithiumbatterien deutlich erhöht wird. Beim Entladen verändern sich „atmende“ Batterien chemisch irreversibel und lassen sich derzeit noch nicht langlebig wieder aufladen. Auch sind die aktuellen Ladetechnologien noch nicht ausgereift; eine zu schnelle Ladung verändert durch die entstehende Wärme die Elektrodenmaterialien und kann letztlich zum Bersten der Batterien führen. Eine angepasste Flüssigkeitskühlung stellt hier eine Lösungsalternative dar.