Ab 2025 wird die Blackstone Technology mit der Markteinführung von 3D gedruckten Natrium-Ionen-Batterien beginnen. Dabei arbeiten wir federführend mit einem deutschen Industrie- und Forschungskonsortium zusammen.
Am Produktionsstandort in Döbeln werden wir 32 Mio. € in eine Pilotanlage und in umfangreiche Entwicklungen investieren. Gleichzeitig entwickeln wir die Hochskalierung der Festkörperelektrolyte auf Natrium-Basis im Tonnen-Massstab. Diese werden wir ebenfalls ab 2025 vor Ort produziert. Unser Entwicklungsprojekt wird dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit insgesamt rund 24 Mio. € gefördert (vorbehaltlich des Eintritts der Rechtsgültigkeit des Zuwendungsbescheids).
Mit der Blackstone Thick Layer Technology © bis zu..
mehr Energiedichte
weniger Abfall
weniger Herstellungskosten
weniger Investitionskosten
Die nächste Generation von Batterien
Die Natrium-Ionen-Technologie stellt die nächste Generation unserer bereits heute marktführenden 3D gedruckten Batterien dar. Ihr chemisches System ist dabei in Teilen mit Lithium-Ionen-Zellen vergleichbar. Ein wesentlicher Vorteil von Natriumbatterien ist jedoch, dass Rohstoffe bei vergleichbarer Technologie deutlich einfacher und umweltschonender zu gewinnen sind. Die Verfügbarkeit von Natrium ist gegenüber Lithium nämlich um ein Vielfaches höher und der Preis ist deutlich niedriger. Ausserdem muss der Rohstoff nicht wie Lithium aus dem aussereuropäischen Ausland importiert werden.
Der Aufbau einer Festkörperbatteriezelle erhöht zudem nicht nur die Energiedichte, sondern führt gleichzeitig zu einer Verbesserung vieler Sicherheitsaspekte der Batterie. Die Prototypenproduktion von Natriumbatterien wird dabei so ausgelegt, dass unterschiedlichste Aktivmaterialien zur Anwendung kommen können. Produktspezifische Anpassungen der Batterie auf Zellebene können somit schnell und kostengünstig erfolgen. Das von Blackstone entwickelte Druckverfahren spielt dabei eine entscheidende Rolle und erlaubt neben der geometrischen Anpassung auch volumetrische Optimierungen. Die erste Generation von Natrium-Ionen-Batterien der Blackstone Technology AG kann etablierte Energiespeicher also sinnvoll ersetzen.
Nahtlose Integration der Natrium-Technologie in bestehende Produktionsstrukturen
Unsere heutigen Erfahrungen im Drucken von Lithium-Ionen-Batterieelektroden können wir nahtlos auf die Herstellung von Natrium-Ionen-Zellen übertragen. Damit ist die Grundlage für die sich anschliessende Serienproduktion der Natrium-Ionen-Festkörperbatterien in 2025 geschaffen. Unser Ziel ist es, komplette Festkörperbatteriezellen mit hoher Geschwindigkeit zu drucken und damit eine bisher unerreichte Flexibilität in Form und Performance mit ein und demselben Maschinenpark zu erreichen. Der Einsatz eines Cyberphysischen Systems der Blackstone Technology steigert die Produktivität und Qualität dabei auch mithilfe von künstlicher Intelligenz.
Unsere Konsortialpartner bei diesem Projekt
Die im Rahmen unseres Projektes produzierten 3D gedruckten Festkörperbatterien werden in einem Elektrobus der Berliner Firma Eurabus verbaut, um ihre Leistungsfähigkeit in realistischen Testreihen stichhaltig zu demonstrieren. Ausserdem bringt das Unternehmen Zeiss seine umfangreichen Kompetenzen in der Messtechnik und Mikroskopie ein. Die Fraunhofer-Institute IFAM, IKTS, IST und das Institut für Partikeltechnik der TU Braunschweig werden wiederum an Prozessvalidierungen, Prozessentwicklungen, Recycling, Sicherheit und ökonomisch-ökologische Lebenswegbewertung arbeiten.
Eurabus GmbH
Die 2015 gegründete EURABUS GmbH war bisher ein Tochterunternehmen der EURACOM Group GmbH, einem seit 25 Jahren am Markt aktiven Spezialfahrzeugbauer und Buslieferanten. Unlängst ist die Eurabus GmbH mit der Causis Group London fusioniert. Die Causis Group finanziert weltweit Projekte zur Umstellung von fossil betriebenen Busflotten auf „Zero Emission“.
Carl Zeiss Microscopy und Carl Zeiss Industrielle Messtechnik
Die beiden Firmen bilden innerhalb des Zeiss Konzerns die strategische Einheit IQR (Industrial Quality & Research). IQR entwickelt, produziert und vertreibt taktile und optische Systemlösungen für dimensionelle Messaufgaben sowie mikroskopische Anwendungen.
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Das Fraunhofer IFAM ist ein materialwissenschaftlich und fertigungstechnisch ausgerichtetes Forschungsinstitut mit Schwerpunkten in den Bereichen metallische und polymere Werkstoffe. Die Entwicklung von sicheren, zuverlässigen und langlebigen Festkörperbatterien in Kombination mit unterschiedlichen Drucktechnologien ist dabei zentraler Bestandteil der Forschungsarbeiten.
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Im Geschäftsfeld »Energie« bietet das Fraunhofer IKTS innovative Komponenten, Module und komplette Systeme der Energietechnik, die auf Basis von keramischen Werkstoffen und Technologien entwickelt, gebaut, simulativ optimiert und getestet werden. In seiner Aussenstelle in Forchheim hat das Fraunhofer IKTS einen präparativen und skalenübergreifenden, multimodalen analytischen Workflow etabliert, der das sichere und artefaktfreie Mikroskopieren zulässt. Auf dieser Basis wird eine Optimierung und Weiterentwicklung von Feststoffbatterien der nächsten Generation ermöglicht. Im Rahmen des Labs@Location-Programms der Fa. Zeiss haben IKTS und Zeiss im Vorfeld gemeinsam Abläufe entwickelt, die im Rahmen des Projekts genutzt und weiter geschärft werden.
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Das Fraunhofer IST forscht und entwickelt intensiv in den Bereichen Materialsynthese und -funktionalisierung, Oberflächenbehandlung und -modifikation, Schichtherstellung und -anwendung, Schichtcharakterisierung und Oberflächenanalyse sowie im Bereich der Produktionstechnik.
Institut für Partikeltechnik (iPAT) der TU Braunschweig
Das iPAT erforscht im Bereich Batterieverfahrenstechnik auf Basis der tiefgehenden verfahrens- und partikeltechnischen Expertise die systematische Herstellung massgeschneiderter Lithium-Ionen- und Festkörperbatterie-Elektroden. Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Performance-Wirkbeziehungen zwischen dem Produktionsprozess, der resultierenden Elektroden-/Batteriestruktur und der Performance als Grundlage für die Entwicklung und wirtschaftliche Fertigung neuer Batteriegenerationen.