Im Forschungsprojekt Phoenics arbeitet ein Konsortium daran, die nächste Generation von Lithium-Ionen-Batteriezellen für stationäre Speicheranwendungen zu entwickeln. Im Mittelpunkt steht die Erforschung und Weiterentwicklung des innovativen Kathodenmaterials Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP). Dieses Material verspricht eine höhere Energiedichte als heutige Standardlösungen und kombiniert diese mit hoher Sicherheit, langer Lebensdauer sowie einer nachhaltigen Rohstoffbasis. Ziel des Projekts ist es, leistungsfähige Batteriespeicher zu entwickeln, die wirtschaftlicher, ressourcenschonender und langfristig wettbewerbsfähiger sind.

Koordiniert wird Phoenics von der österreichischen Forschungseinrichtung Virtual Vehicle Research GmbH. Partner sind die Varta Innovation GmbH, die Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL) und die AVL List GmbH. Das Konsortium bündelt entlang der gesamten Wertschöpfungskette Kompetenzen aus Materialentwicklung, Zellfertigung, Charakterisierung, Simulation und Sicherheitsbewertung.

Lithium-Mangan-Eisenphosphat: Vielversprechende Alternative für zukünftige Batteriespeicher

Lithium-Mangan-Eisenphosphat gilt als eine der vielversprechendsten Weiterentwicklungen etablierter Lithium-Eisenphosphat-Technologien (LFP). Während LFP-Batterien bereits für ihre hohe Sicherheit, Robustheit und den Verzicht auf kritische Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel bekannt sind, ermöglicht LMFP zusätzlich eine um bis zu 20 Prozent höhere spezifische Energiedichte. Damit könnte man künftig mehr Energie auf gleichem Bauraum speichern und die Wirtschaftlichkeit stationärer Speicherlösungen verbessern.

Gleichzeitig bestehen noch wesentliche wissenschaftliche Fragestellungen hinsichtlich Materialverhalten, Alterungsmechanismen und industrieller Verarbeitbarkeit. Diese Fragen wollen die Forscher:innen mit einem umfassenden Forschungsansatz angehen, der experimentelle Untersuchungen mit modernsten Simulations- und Datenanalyseverfahren verbindet.

Von der Mikrostruktur bis zum Lithium-Mangan-Eisenphosphat-Batteriesystem

Die Projektpartner wollen das neue Kathodenmaterial entlang seines gesamten Lebenszyklus analysieren. Dabei kommen moderne Verfahren der Materialcharakterisierung, hochauflösende bildgebende Technologien sowie KI-gestützte Auswertungsmethoden zum Einsatz.

Ergänzend wollen die Forscher:innen physikbasierte und datengetriebene Modelle entwickeln, die das Verhalten von Batteriezellen von der Mikrostruktur bis zum vollständigen Speichermodul abbilden. Durch die Verknüpfung von Experiment und Simulation wollen sie Entwicklungszyklen verkürzen und neue Materialien schneller zur Anwendungsreife bringen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Validierung der Sicherheitseigenschaften von LMFP-basierten Zellen. Spezielle Testverfahren sollen sicherstellen, dass zukünftige Speicherlösungen höchsten Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit entsprechen.

Impulse für Österreich und Europa

Mit Phoenics verfolgt das Konsortium nicht nur technologische Innovationen, sondern leistet auch einen Beitrag zur Stärkung des europäischen Batterieökosystems. Die Entwicklung leistungsfähiger und nachhaltiger Speichertechnologien gilt als zentrale Voraussetzung für eine resiliente Energieversorgung und die internationale Wettbewerbsfähigkeit Europas. Die Projektpartner sehen in LMFP großes Potenzial für stationäre Energiespeicher. Langfristig könnten die Erkenntnisse jedoch auch neue Perspektiven für Anwendungen in der Elektromobilität eröffnen und damit den Weg für weitere Forschungs- und Entwicklungsprojekte ebnen.

Phoenics–Fakten

• Konsortium: Virtual Vehicle Research GmbH, Materials Center Leoben Forschung GmbH, Varta Innovation GmbH, AVL List GmbH
• Gesamtvolumen: 2,9 Millionen Euro, davon knapp 2 Millionen Euro Förderung der FFG im Rahmen der Ausschreibung „Energieforschung 2024“
• Laufzeit: 36 Monate
• Projektziel: Vorteile von LMFP in die Zelle bringen – Verbesserungen bei Energiedichte um 20 % und Lebensdauer um 40 %

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Quelle: Virtual Vehicle Research | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH