«Belastungs-EKG» für Batterien

Im EU-Forschungsprojekt «HyMetBat» entwickelt die Empa neue Mess- und Analyseverfahren, um Batterien während des laufenden Betriebs präzise zu charakterisieren. Ziel ist es, die Entwicklung nachhaltiger und recycelbarer Batterietechnologien zu beschleunigen. «HyMetBat» («Hybrid metrology for sustainable and low-carbon footprint battery materials») baut auf dem abgeschlossenen Projekt «OpMetBat» auf und läuft bis 2028. Im Zentrum steht die systematische Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Materialwahl, Materialsynthese, Elektrodenherstellung, Zellaufbau, Betrieb und Versagen von Batterien. Die Empa kombiniert dazu Strahlungsmethoden wie Neutronen- und Röntgenanalysen mit elektrochemischen Messverfahren. Diese Untersuchungen erfolgen «in operando», also während Lade- und Entladezyklen.

Konkret analysieren die Forschenden, wie sich elektrochemische und mechanische Eigenschaften der eingesetzten Aktivmaterialien im Betrieb verändern und welche Auswirkungen dies auf Funktion und Stabilität der Batterie hat. Die Messdaten sollen helfen, Prozesse quantitativ zu erfassen, vergleichbar zu machen und messtechnisch abzusichern.

Die entwickelten Methoden unterstützen Projektpartner aus Forschung, Industrie und Metrologie – in der Schweiz unter anderem das Bundesamt für Metrologie (METAS). Das Konsortium umfasst mehr als 30 Partnerinstitutionen und wird von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Berlin koordiniert.