Digitaler Datenaustausch optimiert Entwicklung von Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Entwicklung und Verbesserung von Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien erfordern den Einsatz neuer Rohstoffe und entsprechend angepasste Produktionsprozesse. Im Projekt DaMaStE, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über drei Jahre mit drei Millionen Euro gefördert wird, entwickeln Forschungsinstitute gemeinsam mit Herstellern von Batteriematerialien und Rohstoffproduzenten eine digitale Plattform zum sicheren Austausch von Daten und Wissen. Die Struktur der Plattform basiert auf den Ergebnissen des laufenden BMBF-Projektes DigiBatMat zur Strukturierung von Daten und ist mit der Plattform MaterialDigital kompatibel.

Schwankungen bei Eigenschaften und Qualität von Rohstoffen führen oft zu Problemen bei der Herstellung von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien. Sowohl Industrie als auch Forschung generieren zwar umfangreiche Daten zum komplexen Zusammenwirken der verschiedenen Materialkomponenten, diese in aufwändigen und langwierigen Prozessen generierten Informationen werden in der Regel aber nicht geteilt. Zum einen existieren weder Standards noch Werkzeuge für den effizienten Austausch und die gemeinsame Auswertung, zum anderen stehen auch Geheimhaltungsvereinbarungen im Weg. „Datenbasiertes Management der Rohstoff- und Prozesseinflüsse auf Struktur und Eigenschaften von Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien“ lautet der vollständige Name des Projektes DaMaStE, das hier Abhilfe schaffen soll. Ziel von DaMaStE ist es, Daten dezentral zu sammeln, zu systematisieren und über eine digitale Plattform abrufbar zu machen. Wichtig ist dabei, vertrauliche Informationen so zu maskieren, dass sie ohne Bedenken weitergegeben werden können und somit für komplexe Datenanalysen, wie beispielsweise Machine Learning Applikationen, nutzbar sind.

Das interdisziplinäre Projekt-Konsortium wird von Heraeus Battery Technology koordiniert. Weitere Partner sind der Batterie- und Elektrodenproduzent UniverCell Holding, das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien mit den Forschungsbereichen Strukturbildung und Energie-Materialien, das Institut für Materialforschung der Universität Aalen und das AWS-Institut für digitale Produkte und Prozesse (AWSi). Die digitale Plattform ist prinzipiell für alle Elektrodenmaterialien geeignet, der Projektfokus liegt aber auf Kohlenstoffadditiven. So wird der Einsatz von neuen Kohlenstoffadditiven von Heraeus in Kathoden von UniverCell untersucht. Forschende der Hochschule Aalen und das INM liefern ergänzende Daten und aktuelle Erkenntnisse zu neuartigen Kohlenstoffen und 3D-Rekonstruktionen des Elektrodenmaterials. Im Bereich Datenstrukturierung und -organisation werden Industrie- und Forschungspartner durch die Expertise des AWSi unterstützt.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Programmbereich Strukturbildung:
Prof. Dr. Tobias Kraus (Leiter)
Tel.: 0681 9300 389
E-Mail: tobias.kraus@leibniz-inm.de
Dr. Lisa Beran
Tel.: 0681 9300 314
E-Mail: lisa.beran@leibniz-inm.de

Programmbereich Energie-Materialien:
Prof. Dr. Volker Presser (Leiter)
E-Mail: volker.presser@leibniz-inm.de
Dr. Stefanie Arnold
Tel.: 0681 9300 218
E-Mail: stefanie.arnold@leibniz-inm.de