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Innovation
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Batteriematerialien
Elektroautos sind ein wichtiger Baustein zur weltweiten Senkung von Emissionen, dennoch stehen viele Menschen deren Nutzung skeptisch gegenüber. Was wäre, wenn unsere innovativen Batteriematerialien dabei helfen, die Reichweite eines Elektroautos ab 2025 auf 600 km zu verdoppeln, die Größe der Batterie zu halbieren, die Lebensdauer zu verlängern und die Ladezeit auf nur 15 Minuten zu senken?
Mit unseren Innovationen bei den Batteriematerialien wird Elektromobilität zur Realität für jeden. Wäre es nicht großartig, wenn Sie ab 2025 Ihr E-Auto in nur 15 Minuten aufladen und dann 600 km ohne Unterbrechung fahren könnten? Und wäre es nicht toll, diese 15 Minuten zu nutzen, um Ihre eigenen „Batterien“ vom täglichen Stress aufzuladen?
Genau diese Fragen haben wir drei unabhängigen Filmemachern gestellt. So haben sie auf unsere Fragen geantwortet:
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Ozum Bobaroglu Domianus
Unplug your Mind
Unplug your Mind
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Troy Brown
The Meaning of Life
The Meaning of Life
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Antoinette Westcott & Jonathan Fishman A Family Affair
Reichweite von 600 km
Ab 2025 wollen wir die Reichweite eines Mittelklassewagens von 300 auf 600 km verdoppeln. Diese Reichweite ist im Bild unten symbolhaft dargestellt: Während einer 600 km langen Fahrt „schreiben“ zwei E-Autos per GPS die Botschaft „keep being optimistic“ in die Straßen von Los Angeles und Schanghai. Dank unserer Batteriematerialien sehen wir die Zukunft der E-Mobilität optimistisch!
So bringen wir Elektromobilität voran
Kathodenmaterialien sind der Schlüssel, damit Elektromobilität zur Realität für jeden wird. Unsere Forscher nutzen einen umfangreichen „Baukasten“ verschiedener Methoden, die einen entscheidenden Einfluss auf die Materialeigenschaften haben: von der Zusammensetzung der Metalle, über verschiedene Partikelgrößen und -verteilungen bis hin zu Anpassungen der Porosität und Oberflächeneigenschaften.
Digitalisierung beschleunigt die Forschung
Täglich erzeugen wir mehr als 70 Millionen Datenpunkte, wenn wir unser Material in kleinen Testbatterien prüfen. Maschinelles Lernen und der Supercomputer Quriosity helfen dabei, Materialeigenschaften vorherzusagen, zu analysieren und unsere Forschung zu beschleunigen.
Wie tragen unsere Batteriematerialien zu einer lebenswerten Zukunft bei?
Die kontinuierliche Entwicklung fortschrittlicher Technologien zur Schadstoffbegrenzung und die steigende Nachfrage nach Elektroautos helfen dabei, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Luftqualität weltweit zu verbessern. Die Luftverschmutzung in Innenstädten verringert sich, was einen positiven Einfluss auf die Gesundheit der Bevölkerung hat.
Podcast "Elementary"
Wie funktioniert eine Batterie? Welchen Herausforderungen müssen wir uns bei der Entwicklung von Batteriematerialien stellen? Unser Experte Dr. Torsten Mäurer, Leiter der Forschungsgruppe Verfahrensentwicklung von Batteriematerialien, beantwortet diese und weitere Fragen im BASF-Podcast "Elementary".
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Kathodenmaterialien bestehen in der Regel aus gemischten Metalloxiden. Im ersten Syntheseschritt werden hierfür verschiedene Metallsalze mithilfe von Natronlauge gefällt.
Unser Physiktechniker begutachtet eine Probe, die er kurz vorher aus dem vollautomatisierten Probensammler entnommen hat. Mithilfe analytischer Verfahren kann er die Teilchengrößenverteilung der Probe bestimmen, die die Eigenschaften des Endprodukts wesentlich beeinflussen.
BASF forscht weltweit an innovativen Kathodenmaterialien, die die Elektromobilität weiter voranbringen. Forscher an unserem Forschungsstandort Amagasaki, Japan, begutachten ein im Labor hergestelltes Kathodenmaterial.
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Nickel-Cobalt-Aluminium (NCA)-Kathodenmaterials: Die unterschiedliche Größe der einzelnen Kugeln bewirkt eine besonders dichte Packung der Kugeln in der Kathode. Eine solch dichte Packung resultiert in einem hohen Energieinhalt – die Voraussetzung für eine größere Reichweite von Elektroautos.
Chemielaboranten treffen Vorbereitungen, um eine Pouch-Zelle vollständig zu verschließen. Solche Mini-Testbatterien werden zu Untersuchungen der Langzeitstabilität von Kathodenmaterialien eingesetzt.
Ein Chemotechniker und eine Chemikerin begutachten eine Pouch-Zelle, die Kathodenmaterial von BASF enthält. In einem Elektrofahrzeug mit einer Lithium-Ionen-Batterie sind mehrere hundert solcher Zellen verbaut.
Für die Herstellung von kleinen Testbatterien wird das pastöse Kathodenmaterialien auf eine Aluminiumfolie aufgebracht. Anschließend wird die Folie getrocknet und verdichtet. Sie wird später die Kathode, also der positive Pol einer Lithium-Ionen-Batterie, werden (Schanghai, China).
Langzeituntersuchung von kleinen Testbatterien unter kontrollierten Temperaturbedingungen: Bereits kleine Testbatterien liefern sehr präzise Daten, die Aussagen über die zukünftige Lebensdauer der Batterie in einem Elektroauto ermöglichen (Schanghai, China).
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme eines innovativen Kathodenmaterials für Hochleistungsbatterien, das aus winzigen, nur Mikrometer kleinen Partikeln besteht. Die chemische Zusammensetzung und Morphologie der Partikel ist so eingestellt, dass sie sowohl eine hohe Energiedichte als auch eine offene Kristallstruktur aufweisen. Dadurch können Elektroautos längere Strecken zurücklegen und schneller aufgeladen werden.
Neben Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien arbeitet BASF an Komponenten für Batterien der nächsten Generation, beispielsweise Festkörperbatterien.
Eine Chemielaborantin und ein Chemiker besprechen die nächsten Schritte, um die Leitfähigkeit eines Festelektrolyten zu messen. Dieser Wert fließt später in die Berechnung der spezifischen Leitfähigkeit ein, einer wichtigen Kenngröße zur Charakterisierung der Batterie.
