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Wie Lithium Batterien dank AM nachhaltiger und effizienter werden

Am 4. Juli 2022 von Bianca Z. veröffentlicht

Es ist unbestreitbar, dass Kraftfahrzeuge, die mit einem Verbrenner angetrieben werden und dahergehend umweltgefährdende Abgabe produzieren, unsere Umwelt und dessen tierischen Bewohner sehr stark gefährden. Darum ist es also wenig verwunderlich, dass wir uns immer mehr für Elektrofahrzeuge interessieren; also Autos, die mindestens mit einem Elektromotor angetrieben werden. Der Umweltaspekt als Vorteil ist eindeutig: umweltfreundliches Fahren, da in diesem Fall lokal kein CO2-Ausstoß geschieht – das bedeutet konkret, dass an Ort und Stelle keine CO2-Emissionen verursacht werden, wenn es allerdings zur Herstellung wird allerdings von Produktionsfaktoren wie unter anderem der Lithium Batterien getrübt. Um nun auch hier in Richtung umweltfreundliche Zukunft zu steuern hat US-amerikanische Energieministerium (DOE) eine monetäre Förderung von rund 1,5 Millionen US-Dollar an Ampcera und dem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ausgegeben. Das Ziel ist es hierbei mittels additiver Fertigung die Leistung und Energiedichte von Lithium Batterien zu verbessern wie auch diesen kostengünstiger und nachhaltiger zu gestalten.

Lithium Batterien können als das Herzstück eines jeden Elektroautos angesehen werden. Sie sind maßgeblich dafür verantwortlich, dass das elektrisch betriebene Auto überhaupt funktioniert. Auch wenn solch eine Batterie dazu beiträgt, dass ein umweltfreundliches Auto funktioniert, so sind allerdings dessen Nachteile besonders in Sachen einer nicht-umweltfreundlichen Rohstoffgewinnung vorhanden, wie auch der Fakt, das die Lithium Batterie als entzündlich gilt und hierfür eine Kühlung erforderlich ist. Um zumindest einige dieser Nachteile zu eliminieren, schaltete sich nun das US-Energieministerium dafür ein.

Sinkende Kosten und steigende Leistung ist das Ziel (Bild: LLNL)

Die Vorteile der additiv hergestellten Lithium Batterie

Ampcera gilt als innovativer Anbieter auf dem Markt von Lithium Batterien und in gemeinsamer Zusammenarbeit mit dem Lawrence Livermore National Laboratory stellt dieses Projekt eines von insgesamt sechs Energiesystemprojekten dar, die für eine Auszeichnung des DOE’s Advances Manufacturing Office ausgewählt worden sind. Hierbei konzentriert man sich vor allem auf die Reduzierung von industriellen Emissionen und demnach auch die Herstellung von sauberen Energietechnologien. Das soll durch die additive Fertigung erreicht werden, denn diese gilt in diesem Fall als sehr energieeffizient. Mit einer mehr als 50%-igen Reduktion der Herstellungskosten für Lithium Batterien soll die additive Verarbeitung einen mehr als 10-fachen Durchsatz im Vergleich zu herkömmlich Herstellungsverfahren aufweisen. Außerdem soll die Fertigung von Lithium Batterien mittels 3D-Druck ebenfalls die Energiedichte auf mehr als 450 Wh/kg und niedrigeren Kosten von weniger als 75 US-Dollar pro kWh bringen. Über das verwendete additive Verfahren ist allerdings nichts bekannt.

Laut LLNL setzt man besonders auf die additive Fertigung, da dies als umweltfreundliches Verfahren gilt und auch die Verarbeitung breiter 3D-Kathodenstrukturen mit hohen Kapazitäten ermöglicht. Das würde im Umkehrschluss bedeuten, dass Lithium Batterien eine Schnellladung von 80 % in gerade einmal 15 Minuten oder sogar weniger erreichen könnten. Co-Investor Hui Du, Chief Technology Officer und Mitbegründer von Ampcera ist optimistisch über die Partnerschaft mit LLNL: „Die Partnerschaft zwischen LLNL und Ampcera wird die Entwicklung und Kommerzialisierung der ultraschnellen und kostengünstigen additiven Fertigungstechnologie für die Herstellung von Hochleistungs-Lithiumbatterien beschleunigen. Nach der Entwicklung von 3D-strukturierten Kathoden erwarten wir eine Ausweitung der Technologie auf das Anodendesign und eine weitere Erforschung ihrer Anwendung in Festkörper-Li-Metall-Batterien mit noch höherer Energie- und Leistungsdichte.“ Wenn Sie mehr über dieses umweltfreundliche und innovative Vorhaben erfahren möchten, dann klicken Sie HIER.

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