Projekte und Ausgründungen

Auf dieser Seite wird eine Auswahl an Projekten dargestellt, die in TUM Kooperationen und/oder in Zusammenarbeit mit externen Partnern durchgeführt werden. Informationen zu Einzelprojekten an den Instituten, Lehrstühlen und Gruppen finden Sie auf den Seiten der Partner.

Auch einige Ausgründungen konnten im Bereich der Batterieforschung und -produktion bereits entwickelt werden. 

Auswahl laufender TUM Kooperationsprojekte

ASSB Bayern: All Solid State Battery

In enger Zusammenarbeit mit der Industrie sollen Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen (Physik, (Elektro-)Chemie; später Materialwissenschaften, Verfahrenstechnik, Produktion) gemeinsam an der Erforschung und Entwicklung von Festkörper-Batteriezellen arbeiten.

Das Vorhaben ist langfristig angelegt und soll in mehreren Schritten realisiert werden. Die ersten Arbeiten zur Materialsynthese und Charakterisierung der ausgewählten Materialklassen sind bereits in Umsetzung. Mittelfristig sollen Feststoffelektrolyt-Systeme entwickelt, optimiert und in einlagigen Pochzellen getestet werden. Ziel ist es, gegen Ende der zweiten Projektphase kleinformatige einlagige Zellen im Bereich von 1 bis 15 cm² und einer Kapazität von ≤ 50mAh herzustellen. Dazu werden neue Materialklassen von Feststoffelektrolyten entwickelt und als Hybridpolymersystemen mit bewährten Anoden- und Kathodenmaterialien untersucht. 

Das ZAE Bayern ist mit seinen materialwissenschaftlichen Kompetenzen bei der Komponentenherstellung und Charakterisierung beteiligt. Die Forscher arbeiten eng mit der bayerischen Industrie zusammen, um ihre Entwicklungen später nahtlos in die industrielle Zellfertigung überführen zu können.

Förderung durch: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

TUM Partner der derzeitigen Projektphase: Lehrstuhl für Technische Elektrochemie, Lehrstuhl für Anorganische Chemie mit Schwerpunkt Neue Materialien, Arbeitsgruppe Physik der Energiewandlung und Speicherung;

Sonstige Partner: Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE), Industriepartner der bayerischen Wirtschaft 

Kontakt: assb@ch.tum.de

ExZellTUM II

Exzellenzzentrum für Batteriezellen an der Technischen Universität München

Das Ziel ist die Erforschung und Optimierung von Silicium-Anoden und Hochvolt-Kathoden in großformatigen Lithium-Ionen-Zellen sowie die prozessübergreifende Optimierung der Fertigungsschritte

Projektrahmen: Projekt im Rahmen eines WING Zentrums, Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft

Förderung: BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)

Laufzeit: 10/2016-09/2019 

TUM Partner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES), Lehrstuhl für Technische Elektrochemie (TEC), Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), Forschungs-Neutronen-Quelle Heinz Maier-Leibnitz (FRMII-TUM) 

Website/Kontakt: www.exzelltum.de 

e-conversion

e-conversion ist ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderter neuer Exzellenzcluster, der sich auf die Erforschung grundlegender Mechanismen von Energieumwandlungsprozessen konzentriert.

Website/Kontakt: www.e-conversion.de

Auswahl laufender Projekte mit externen Partnern

EvaBatt

Evaluierung fortschrittlicher Festkörperbatteriekonzepte mit hoher Sicherheit und Leistung

Die Zielsetzung des Projektes EvaBatt ist die Erforschung von sicheren und leistungsstarken Festkörperbatterien. Dabei stehen jene Zellkonzepte im Vordergrund, die hohe Sicherheit, hohe Lade- und Entladeraten und höhere volumetrische und gravimetrische Energiedichten erlauben.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Theoretische Chemie 

Beitrag TUM: Zusammen mit dem experimentellen Kooperationspartner Prof. Rüdiger Eichel, FZ Jülich werden neue kombinierte spektroskopische und theoretische Verfahren entwickelt und auf ein ausgewähltes Materialbeispiel angewandt, die es erlauben, die mikroskopischen Prozesse der Ionendynamik an inneren Grenzflächen von keramischen Batteriematerialien detailliert zu untersuchen und zu verstehen. Derartige, bisher nur schlecht verstandene Prozesse an Korn- und Phasengrenzen stellen derzeit eines der Hauptprobleme beim Design neuartiger Batterien aus ausschließlich festen Bestandteilen sowohl für die Elektroden als auch für den Elektrolyten dar.

Förderung: gefördert durch Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF): Neue Materialien für Batteriesysteme, Förderung deutsch-taiwanesischer Forschungskooperationen; Gesamt-Fördervolumen von 1,36 Mio. €

Laufzeit: 11/2017 – 10/2020

Partner:

Deutschland: Forschungszentrum Jülich GmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie

Taiwan: National Cheng Kong University, Feng Chia University, National University of Tainan, Industrial Technology Research Institute of Taiwan, Material&Chemical Research Laboratories, Industrial Technology Research Institute of Taiwan, National Applied Research Laboratories 

Kontakt: m.finsterbusch(at)fz-juelich.de

Everlasting

Electric Vehicle Enhanced Range, Lifetime And Safety Through INGenious battery management

Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, bestehenden Nachteile der Lithium-Ionen Technologie durch die Entwicklung von präziseren und höher standardisierten Batterie-Management Systeme nachzukommen.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES)

Beitrag EES: 

  • Verbesserte Simulations- und Modellierungswerkzeuge zur Bestimmung des Batterieverhaltens in allen denkbaren Betriebszuständen über die gesamte Lebenszeit
  • Signalaufnahme und Verwendung über den bisherigen Anwendungsbereich von Standardsignalen hinaus (Strom-Spannung-Temperatur)
  • Überwachung des Ist-Zustands der Batterie durch Auswertung der Sensordaten
  • Aktive und effektive Steuerung des Batterieverhaltens basierend auf einem korrekt ermittelten Ist-Zustand (Effizientes thermisches Management und Ladestrategien)
  • Festlegen einer standardisierten BMS-Struktur und den hierfür notwendigen Schnittstellen  

Projektrahmen: EU Förderprogramm "Horizont 2020" für Forschung und Innovation

Förderung: Gesamtfördervolumen: 8 Mio €

Laufzeit: 09/2016- 08/2020

Partner: Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO), Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), Siemens, TÜV SÜD Battery Testing, ALGOLiON, RWTH Aachen University, LION Smart, Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), Voltia, VDL Enabling Transport Solutions 

Website/Kontakt: www.everlasting-project.eu

HighSafe

Nachhaltige, umweltfreundliche, sichere Hochenergie-Lithiumionen-Batterien: Materialien, Zellen und Modellierungen

HighSafe beschäftigt sich mit der Entwicklung von Schlüsselmaterialien für die nächste Generation von Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen, die die Anforderungen an Energiedichte, Lebensdauer, Sicherheit, Nachhaltigkeit und Verfügbarkeit der Rohstoffe erfüllen.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) 

Beitrag EES:

Das EES engagiert sich in HighSafe in der Modellbildung und Simulation von Lithium-Ionen-Zellen mit siliziumbasierten Anoden und Hochvoltspinellen auf Kathodenseite. Die Modellentwicklung wird durch Messung der mechanischen Ausdehnung auf Elektroden- und Zellebene sowie der Oberflächentemperaturverteilung der Vollzellen unter verschiedenen Belastungsszenarien begleitet.

Förderung: gefördert durch Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) mit einem Fördervolumen von 0,9 Mio €

Laufzeit: 10/2017 – 09/2020

Partner: National Tsing Hua University (NTHU), National Taiwan University of Science and Technology (NTUST), National Chiao Tung University (NCTU), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtzinstitut Ulm (HIU)), Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)

Kontakt: margret.wohlfahrt-mehrens(at)zsw-bw.de

NOVBATCON

Konzept eines neuartigen intelligenten Batteriemanagementsystems für Elektrofahrzeuge

Ein neues Konzept zum Batteriemanagement soll erarbeitet werden, um den internen Zustand jeder Batteriezelle kontinuierlich zu überwachen. Wechselstrombasierte Methoden und Maschinenlernen sollen zum Einsatz kommen.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Robotik, künstliche Intelligenz und Echtzeitsysteme – Electrochemical Research Group ERG

Förderung: gefördert durch Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) mit einem Fördervolumen von 685.000 € (Im Rahmen des BMBF Calls EV China)

Laufzeit: 04/2018-03/2021

Partner: Tsinghua University, Shanghai Jiaotong University

Kontakt: oliver_m.schneider (at) tum.de, Link zur Projektseite

OparaBatt

Optimal Parallel Battery

Das Projekt OparaBatt nimmt sich speziell den Herausforderungen beim parallelen Verschalten von Batteriezellen an. Im Fokus des Forschungsprojekts steht der optimierte Aufbau eines Systems aus einzelnen Batteriezellen.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) 

Förderung: gefördert durch die Bayerische Forschungsstiftung mit einem Fördervolumen von 0,5 Mio €

Laufzeit: 05/2018 – 04/2021

Partner: Invenox GmbH

Kontakt: Website  / EES, Markus Hofmann, M.Sc., Tel.: +49 (89) 289 - 26961

open_BEA

Erstellung und Einbindung von Batteriemodellen in eine Open Source/Open Data Plattform

In open_BEA soll ein holistisches Open Source Modellierungstool realisiert und einer breiten Anzahl von Anwendern zugänglich gemacht werden.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) 

Beitrag der TUM Partner: Aufbau eines holistischen Simulationsmodells für stationäre Speichersysteme zur technischen und ökonomischen Bewertung für verschiedene Anwendungsfälle.

Projektrahmen: Projekt im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms

Förderung: gefördert durch Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit einem Fördervolumen von 1,4 Mio €

Laufzeit: 11/2018 – 10/2021

Partner: Reiner Lemoine Institut gGmbH Berlin (RLI), Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e. V. (ZAE Bayern)

Website/Kontakt: EES, Daniel Kucevic, M.Sc., daniel.kucevic(at)tum.de

ReVISEDBatt

Resonanzen, Vibrationen, Schockbelastung, externe Krafteinwirkung und Detektionsmethoden für Lithium-Ionen-Batterien

Im Projekt ReViSEDBatt werden die Mechanismen beim Einwirken von mechanischen Belastungen auf Lithium-Ionen-Zellen und -Zellverbünde umfangreich untersucht. Mittels der kombinierten Betrachtung aus Vibrationen, insbesondere Resonanzen, Schocks und Druckbelastungen unter Einbezug der Querwirkungen und der Verknüpfung mit z. B. elektrischen Lasten werden alle wesentlichen Aspekte abgedeckt.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) und Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (IWB)

Beitrag der TUM Partner: Die TUM untersucht Vibrations-, Resonanz- und Schockbelastungen und deren Einfluss auf Sicherheit und Lebensdauer von Zell und Zellverbünden. In diesem Kontext werden Detektionsmethoden identifiziert und getestet sowie die Fügeverbindung im Zellverbund optimiert.

Projektrahmen: Projekt im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms

Förderung: gefördert durch Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit einem Fördervolumen von 3,3 Mio €

Laufzeit: 09/2017 – 09/2020

Partner: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung, Hochschule für angewandte Wissenschaften München, TÜV Süd Battery Testing GmbH, Hilti Entwicklungsgesellschaft GmbH, Hoppecke Advanced Battery Technology GmbH, Thyssenkrupp System Engineering GmbH, Infineon Technologies AG

Website/Kontakt: sarah.hartmann(at)isc.fraunhofer.de

StorageLink

Prognosebasierte Optimierung von Betriebsstrategien für Industrie- und Quartierspeicher im Multi-Stakeholder-Umfeld

Im Projekt StorageLink wird eine prognosebasierte Betriebsstrategie für den parallelen Betrieb von mehreren Anwendungen (Multi-Use) für stationäre Batteriespeichersysteme entwickelt, um deren techno-ökonomisches Ergebnis zu verbessern.

TUM Projektpartner: Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik, SmartPower (EES) 

Beitrag der TUM Partner EES: Mit der Expertise im Bereich Systemmodellierung von stationären Energiespeichern wird der Lehrstuhl EES vor allem die Gestaltung der Multi-Use Betriebsstrategie vorantreiben. Parallel dazu soll mit Hilfe der Systemmodellierung die Auswirkung auf die Alterung und Effizienz des Energiespeichers untersucht werden.

Projektrahmen: Projekt im Rahmen des Programms Informations- und Kommunikationstechnik

Förderung: Fördersumme von 0,2 Mio.€, gefördert durch das Bayerische Staatsministeriums für Wirtschaft,  Landesentwicklung und Energie

Laufzeit: 02/2018 – 04/2020

Partner: Smart Power GmbH

Website/Kontakt: EES, Stefan Englberger, M.Sc., stefan.englberger@tum.de

SurfaLIB

Verbesserte Lithium-Ionen-Batterien durch Modifikation der Elektrodenoberflächen

Das Projekt SurfaLIB widmet sich der Verbesserung der Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) durch Einsatz innovativer Oberflächenverfahren. Als Kernbestandteile der Batterie bestimmen die Elektroden die Leistungsparameter und die Herstellkosten der Zelle. Im Projekt SurfaLIB werden Verfahren zur Oberflächenmodifizierung der Substratfolien und der Aktivmaterialschichten untersucht, welche die Verbesserung der Leistungsparameter und die Senkung der Herstellkosten von LIB zum Ziel haben. Dazu gehören laserbasierte Prozesse, wie z.B. die Laser-Mikrostrukturierung der Aktivmaterialschichten und Stromkollektorfolien aber auch plasmabasierte und elektrochemische Verfahren.

TUM Partner: Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) und Lehrstuhl für Technische Elektrochemie der TUM (TEC) 

Förderung: BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie)

Laufzeit: 10/2016-09/2019 

Partner: Das Konsortium unter der Federführung der Plasmatreat GmbH besteht aus vier deutschen Forschungseinrichtungen (Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der TUM (iwb), Lehrstuhl für Technische Elektrochemie der TUM (TEC), Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Hochschule Landshut/ Technologiezentrum Energie), drei deutschen Unternehmen (Schlenk Metallfolien GmbH & Co KG, Plasmatreat GmbH, ARGES GmbH) und zwei assoziierten Partnern (BMW Group und Becromal S.p.A).

Abgeschlossene TUM Projektmeilensteine

EEBatt: Interdisziplinäre Energiespeicherforschung

Theoretical research closely interlinked with practical tests - duration 2013-2016

Thirteen Partners of the Technical University of Munich analysed decentralised stationary energy storage systems for the efficient use of renewable energies and support for grid stability. They worked together with the Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE Bayern) and VARTA Storage GmbH. Together with KWH Netz GmbH, a regional power grid operator in Haag, Upper Bavaria, the results of the research project were evaluated and implemented. The project was facilitated by the support of the Bavarian Ministry of Economic Affairs and Media, Energy and Technology. In 2014, the partners were honored for their successful interdisciplinary cooperation as 'Creator of the energy transition'.

[MORE ABOUT THE PROJECT]

ExZellTUM: BMBF fördert Batterie-Entwicklung für Elektromobilität

Exzellenz-Zentrum für Batterie-Zellen - Laufzeit 2012-2015

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Programm „ExcellentBattery“ wurde das Exzellenz-Zentrum für Batterie-Zellen an der TU München (ExZellTUM) aufgebaut, mit dem Ziel, neue Energiespeichersysteme zu entwickeln. Das BMBF unterstütze das Projekt mit 4,3 Millionen Euro.  Neben vier Partnern der TUM waren auch die Fraunhofer-Gesellschaft und mehrere führende Unternehmen beteiligt. Die TUM bündelt in dem Vorhaben ihre fachübergreifenden Kompetenzen zur Entwicklung, Produktion und Prüfung von Energiespeicherzellen für die Elektromobilität. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem Design neuartiger Materialsysteme, mit denen sich die Energiedichte der Zellen steigern lässt. Das Nachfolgeprojekt ExZellTUM II läuft noch bis 2019. [MEHR zum Projekt und seinem Nachfolgerprojekt ExZellTUM II]

LiSSi: Entwicklung von Lithium-Schwefel/Silicium Batterien

Zusammen mit der VW AG und Wacker Chemie AG entwickelten mehrere TUM Lehrstühle ein System, das auf der Kombination einer Li2S-Kathode und einer Si-Anode basiert. Diese Kombination bietet die Möglichkeit einer hohen Energiedichte bei gleichzeitig hoher intrinsischer Sicherheit und bietet somit deutlich Vorteile gegenüber dem state-of-the-art Lithium-Ionen Batterie System.

MEHR ZUM PROJEKT 

 

 

Ausgründungen

Invenox

Lithium Ionen Batteriesysteme

www.invenox.de

m-Bee

Innovative Wechselrichter für Batteriespeichersysteme 

https://m-bee.net/

TWAICE

TWAICE nutzt digitale Zwillinge, um Batterien zu testen und zu optimieren

https://twaice.com/de

Battery Dynamics GmbH

Batterie-Alterung messen und verstehen mittels hochgenauer Batterietestgeräte

https://battery-dynamics.de