Die PCC SE entwickelt gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE einen Verbundwerkstoff aus Silizium und Kohlenstoff zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Batterien. Die Hightech-Komponente bietet als Anodenaktivmaterial eine mehrfach höhere Energiedichte als der üblicherweise verwendete Graphit und erhöht die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien daher erheblich. Dies ermöglicht deutlich höhere Reichweiten. Auch kürzere Ladezeiten etwa von Elektroautos werden angestrebt. Als Ausgangsmaterial nutzen die beiden Partner in ihrer Kooperation Silizium, das die PCC-Gesellschaft PCC BakkiSilicon hf. in Island nachhaltig und klimafreundlich zu 100 Prozent mit grünem Strom aus Geothermie herstellt. Das Siliziummetall-Pulver der PCC mit Feinheiten im Nanometerbereich wird in eine vom Fraunhofer ISE entwickelte Silizium-Kohlenstoff-Verbundtechnologie integriert.

Kooperationspartner:PCC SE: Klimaneutrale Produktion von Siliziummetall in Island

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg: Entwicklung eines Silizium-Kohlenstoff-Verbundmaterials für Lithium-Ionen-Batterien; Skalierung auf Produktion im industriellen Maßstab

Innovation:Der Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff von PCC SE und Fraunhofer ISE erhöht sowohl die Energiedichte als auch die Schnellladefähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien deutlich. Das neue Verbundmaterial ermöglicht dadurch eine erhebliche Steigerung der Batteriekapazität und damit auch weit längere Fahrten ohne Ladestopps in Automobilanwendungen.

Der Verbundwerkstoff ist als Drop-in Lösung konzipiert, wodurch ein einfacher Austausch von Graphit durch das neue High-End Material ermöglicht wird und somit in der bestehenden Zellfertigung leicht eingeführt werden kann.

Projektziel der PCC SE:Erschließung eines weiteren Anwendungsfeldes im Bereich Batterietechnik für das von der PCC BakkiSilicon hf. in Island produzierte Siliziummetall. Dieses Anwendungsfeld verfügt über hohes Nachfragepotenzial aufgrund des allgemeinen Trends zu CO2-neutralen Anwendungen (Klimaschutzziele Deutschland, der EU sowie auf internationaler Ebene).

Die durch die Innovation von PCC SE und Fraunhofer ISE erzielten Leistungssteigerungen von Li-Ionen-Batterien sind insbesondere für Anwendungen im Bereich Elektromobilität stark nachgefragt, eine Schlüsselanwendung klimaneutralen Wirtschaftens.

Für die PCC SE ist die Kooperation ein weiterer Schritt in der Strategie, das Portfolio mit nachhaltigen Schlüssellösungen weiterzuentwickeln, die zur Bewältigung der globalen Herausforderungen, vor allem des Klimawandels, beitragen.

Projektverlauf:2021:

  • Am 21. Dezember 2021 unterzeichneten die PCC SE und das Frauenhofer ISE die Verträge über eine langfristige Forschungs- und Entwicklungs-Kooperation.