DOE startet erste prismatische Batteriefertigungslinie des US-Nationallaboratoriums für Netzspeicher

Sie umfasst insgesamt 16 Geräte in einem Laborbereich von 1.400 Quadratfuß. Nach Angaben des PNNL handelt es sich dabei reportedly um die erste Produktionslinie für prismatische Batteriezellen an einem nationalen Labor der USA.

Forscher des Instituts betonen, dass dies ihnen die Möglichkeit geben werde, fortschrittliche Batteriedesigns in industriell relevanter Größe herzustellen, zu testen und zu validieren.

Adam Jivelekas, Betriebsleiter des GSL, erklärte dazu: „Dies hilft unseren Forschern, die Lücke zwischen Wissenschaft und Industrie zu überbrücken." Ein neuer Hub für Netzspeicher Die Linie wird prismatische Batteriezellen produzieren. Diese Zellen sind rechteckig, größer als zylindrische Zellen und weisen die Form einer 9-Volt-Batterie auf.

Technischer Hintergrund

Dadurch enthalten sie pro Zelle mehr Energie. Entwickelt mit einem schwereren Metallgehäuse sind sie weniger anfällig für Überhitzung, was sie zunehmend zur Energiespeicherung im Stromnetz geeignet macht. Mark Weller, PhD, Materialwissenschaftler am PNNL und Projektleiter, erläuterte, dass Metall Wärme effizienter als die meisten anderen Materialien leitet.

Dies ermöglicht diesen Batterien eine einfachere Kühlung. „Wenn Sie einen besseren Wärmetransport haben, wenn die Zellen mechanisch gleichmäßiger sind und effizienter gepackt werden, können all diese Faktoren nicht nur zu höherer Sicherheit, sondern auch zu niedrigeren Kosten führen", fügte er hinzu.

Darüber hinaus ermöglicht ihre rechteckige Form ein ordentliches Stapeln. Dies reduziert den verschwendeten Raum im Vergleich zu zylindrischen Alternativen. Eine effiziente Packung trägt dazu bei, die Energiedichte auf Pack-Ebene zu steigern.

Was die Studie zeigt

Nach Angaben den Übergang beschleunigen. „Wir können externen Forschern oder Industriepartnern dabei helfen, ihre prismatischen Zellentwürfe zu testen und zu validieren", so er.

Beginn des Betriebs Das PNNL gab an, dass sich die Einrichtung in einem speziellen Trockenlabor befindet, in dem die Luftfeuchtigkeit auf Werte gehalten wird, die niedriger sind als in einigen der trockensten Orte der Erde. Die Aufrechterhaltung dieser Bedingungen ist entscheidend, da bereits Spuren schädigen können.

Die Einrichtung hat Anfang dieses Jahres die Tests abgeschlossen. Die Wissenschaftler bereiten nun Validierungsprojekte vor, um die Fähigkeiten der Anlage zu demonstrieren.

Technik und Auswirkungen

Es wurde besonders betont, dass der eigentliche Test darin besteht, nachzuweisen, dass die Anlage zur konsistenten Herstellung hochwertiger prismatischer Zellen eingesetzt werden kann. „Die Herstellung einer Münzzelle benötigt nur wenige Milligramm Material; bei einer prismatischen Zelle sind mindestens ein Kilogramm erforderlich", erläuterte er in einer Pressemitteilung. „Wenn man sich in diesem Umfang hochskaliert, kann man nicht davon ausgehen, dass eine Chemie, die in einer Münz-Zelle gut funktioniert, in einer prismatischen Zelle ebenso gut funktioniert." Um den Ansatz zu demonstrieren, wird das Forschungsteam zwei vielversprechende Batteriekonzepte für den Einsatz in prismatischen Zellen herstellen und evaluieren.

Dazu gehören Natrium-Ionen- und Lithium-Eisen-Phosphat (LFP)-Chemien.

Nach der Produktion werden diese beiden prismatischen Zelltypen einer Reihe, um ihre Leistung und Sicherheit zu bewerten. „Mit dieser Fähigkeit können wir Forschung und Entwicklung sowie Pilotstufen-Tests durchführen, die für Unternehmen schwer zu rechtfertigen sind, und einen reibungsloseren Übergang unterstützen, um fortschrittliche Batteriekonzepte auf den Markt bringen", so Weller.