Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Produktionsvorrichtung und ein Verfahren zur industriellen Herstellung von Festkörperbatteriezellen. Adressiert wird die Herausforderung, keramische Festkörperelektrolyte prozesssicher, dicht und qualitätsstabil in eine Batteriezellstruktur zu integrieren, ohne empfindliche Zwischenschichten unnötigen Umgebungswechseln auszusetzen. Der Lösungsansatz kombiniert die Abscheidung einer Elektrolytschicht mit einer unmittelbar anschließenden Verdichtung innerhalb einer durchgängigen geschützten Prozessumgebung.

Dadurch können Prozessunterbrechungen reduziert, Materialverluste und Qualitätsrisiken verringert sowie eine besser skalierbare Fertigung ermöglicht werden. Die Technologie zielt auf eine verbesserte Zellqualität, höhere Prozessstabilität und eine industrielle Inline-Produktion moderner Festkörperbatterien.

Relevante Einsatzbereiche liegen insbesondere in der Batteriefertigung für Elektromobilität, stationäre Energiespeicher, Hochleistungszellen und industrielle Energiesysteme.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen verbesserten wässrigen Elektrolyten für Redox-Flow-Batterien auf Basis organischer Redox-Materialien. Ziel ist es, zentrale Herausforderungen stationärer Energiespeicher zu adressieren, insbesondere Kosten, Umweltverträglichkeit, Leistungsfähigkeit und Langzeitstabilität herkömmlicher Elektrolytsysteme.

Der Lösungsansatz nutzt eine speziell ausgelegte organische Elektrolytchemie, die eine günstige Kombination aus Wasserlöslichkeit, elektrochemischer Stabilität und effizientem Batteriebetrieb ermöglichen soll. Dadurch können Redox-Flow-Batterien robuster, nachhaltiger und wirtschaftlicher betrieben werden, ohne auf kostenintensive metallbasierte Elektrolyte angewiesen zu sein.

Der mögliche Nutzen liegt in langlebigen, skalierbaren und umweltfreundlicheren Energiespeichern für stationäre Anwendungen, etwa zur Integration erneuerbarer Energien, Netzstabilisierung, industriellen Zwischenspeicherung oder dezentralen Versorgungssystemen. Die Erfindung adressiert damit einen wichtigen Baustein für großtechnische Speicherlösungen im Kontext der Energiewende.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Recycling moderner Batteriesysteme, insbesondere Lithium-Ionen- und Festkörperbatterien. Adressiert wird das wachsende Problem, dass Altbatterien zwar zunehmend als Rohstoffquelle genutzt werden, wertvolle Funktionsmaterialien aus Festkörperbatterien jedoch häufig nicht in wiederverwendbarer Form erhalten bleiben. Der allgemeine Lösungsansatz verbindet eine hydrometallurgische Rückgewinnung relevanter Wertmetalle mit einer schonenden Aufbereitung des im Rückstand enthaltenen Festkörper-Elektrolyt-Materials.

Dadurch sollen sowohl metallische Rohstoffe als auch funktionale Batteriematerialien effizienter in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden. Der mögliche Nutzen liegt in einer ressourcenschonenderen, wirtschaftlicheren und ökologisch verbesserten Batterieaufbereitung sowie in der Unterstützung geschlossener Materialkreisläufe für zukünftige Energiespeicher.

Relevante Einsatzbereiche sind Batterierecycling, Elektromobilität, stationäre Energiespeicher, Rohstoffrückgewinnung und die industrielle Aufbereitung von Materialien für neue Batteriegenerationen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Lithium-Schwefel-Batterie mit einem verbesserten Elektrolytkonzept zur Verringerung des sogenannten Polysulfid-Shuttle-Effekts. Dieses Problem kann bei Lithium-Schwefel-Systemen zu Leistungsverlusten, beschleunigter Alterung und reduzierter Betriebssicherheit führen. Der allgemeine Lösungsansatz basiert auf einer kombinierten Elektrolytadditiv-Strategie, bei der eine schützende Stabilisierung im Bereich der Lithium-Anode mit einer gezielten Begrenzung der Polysulfidbeweglichkeit im Kathodenraum verbunden wird. Dadurch soll die elektrochemische Stabilität verbessert, die Lebensdauer erhöht und die Effizienz des Batteriesystems gesteigert werden, ohne auf komplexe Zusatzstrukturen oder aufwendige Zellmodifikationen angewiesen zu sein.

Die Technologie ist insbesondere für leistungsfähige Energiespeicher der nächsten Generation relevant und kann Anwendungen in Elektromobilität, stationärer Energiespeicherung, Luftfahrt, Spezialanwendungen und industriellen Hochleistungsbatterien unterstützen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Festkörperbatteriezelle mit sulfidischem Festkörperelektrolyt, der gegenüber Feuchtigkeit besonders empfindlich ist und bei Kontakt mit Luftfeuchte unerwünschte Zersetzungsprodukte bilden kann. Der allgemeine Lösungsansatz besteht in einer mehrschichtigen Schutzarchitektur, die den Elektrolyten gegen Feuchtigkeit stabilisiert und zugleich die für den Batteriebetrieb erforderliche Ionenleitung unterstützt. Dadurch sollen Sicherheit, Langzeitstabilität und elektrische Leistungsfähigkeit von Festkörperbatterien verbessert werden.

Die Technologie kann zur robusteren Auslegung künftiger Hochleistungsbatterien beitragen und ist insbesondere für Anwendungen relevant, bei denen hohe Energiedichte, geringe Degradation und zuverlässiger Betrieb unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen wichtig sind, etwa in Elektromobilität, tragbarer Elektronik, stationären Energiespeichern sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dichter, ionenleitender Festkörper-Elektrolytschichten für moderne elektrochemische Energiespeicher, insbesondere Festkörper-Batterien. Adressiert wird die technische Herausforderung, leistungsfähige Elektrolytschichten auch auf temperaturempfindlichen Substraten herzustellen, ohne die Nachteile herkömmlicher Hochtemperaturprozesse oder aufwendiger Gasphasenverfahren in Kauf nehmen zu müssen.

Der allgemeine Lösungsansatz kombiniert eine materialschonende Beschichtung mit einer unmittelbar anschließenden Verdichtung innerhalb einer geschützten Prozessumgebung. Dadurch sollen kompakte, funktionsfähige Elektrolytschichten entstehen, die für sensible Batteriekomponenten geeignet sind und eine verbesserte Grenzflächenqualität unterstützen können.

Der Nutzen liegt in einer effizienteren, skalierbaren und substratschonenden Herstellung von Festkörper-Elektrolyten. Relevante Einsatzbereiche umfassen Festkörper-Batterien, elektrochemische Zellen, Ionenleiter-Komponenten sowie weitere Anwendungen, bei denen dichte, dünne und funktionale keramische Schichten erforderlich sind.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Kathodenmaterial für Natrium-Ionen-Batterien auf Basis sogenannter Prussian-Blue-Analoga. Bei bekannten Materialien können strukturelle Fehlstellen und gebundenes Wasser die nutzbare Kapazität, Lebensdauer und Stabilität der Batterie beeinträchtigen. Der allgemeine Lösungsansatz besteht darin, ein besonders strukturstabiles Kathodenmaterial mit reduziertem Fehlstellen- und Wasseranteil bereitzustellen und dessen Herstellung so auszulegen, dass eine zuverlässige Materialqualität erreicht wird.

Der mögliche Nutzen liegt in leistungsfähigeren, langlebigeren und stabileren Natrium-Ionen-Batterien, die als kostengünstige und rohstoffschonende Alternative zu etablierten Batterietechnologien interessant sind. Relevante Einsatzbereiche sind insbesondere stationäre Energiespeicher, industrielle Batteriesysteme, Ladeinfrastruktur, Netzspeicher sowie elektrische Mobilitätsanwendungen.

Die Technologie adressiert damit zentrale Anforderungen an nachhaltige Energiespeicher: hohe Zyklenfestigkeit, stabile elektrochemische Eigenschaften und verbesserte Materialzuverlässigkeit.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für elektrische Energiespeicher, insbesondere für Traktionsbatterien in Elektrofahrzeugen, bei denen im Störfall eine erhöhte Brand- und Ausbreitungsgefahr entstehen kann. Ziel ist eine verbesserte passive Brandsicherheit, ohne das Gewicht oder die mechanische Leistungsfähigkeit des Gehäuses wesentlich zu beeinträchtigen.

Der Lösungsansatz besteht in einer speziellen selbstlöschenden Beschichtung, die auf geeigneten Bereichen des Batteriegehäuses angeordnet wird und im Brand- oder Überhitzungsfall eine schützende, wärmeisolierende Barriere bildet. Dadurch kann die Flammenausbreitung reduziert, die thermische Weiterleitung verlangsamt und die Sicherheit angrenzender Batteriebereiche verbessert werden.

Der Nutzen liegt in leichteren, sichereren und funktional erweiterten Batteriegehäusen für moderne Energiespeichersysteme. Relevante Einsatzbereiche sind insbesondere Elektromobilität, stationäre Energiespeicher, mobile Hochleistungsbatterien sowie sicherheitskritische Anwendungen in Luftfahrt, Wasserfahrzeugen und Drohnentechnik.

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Die Erfindung betrifft ein Ladeinfrastruktursystem für Elektrofahrzeuge, das den wirtschaftlichen und netzdienlichen Betrieb von Ladepunkten verbessern soll. Hintergrund ist der steigende Leistungsbedarf beim gleichzeitigen Laden mehrerer Fahrzeuge, der bestehende Netzanschlüsse stark belasten und hohe Ausbaukosten verursachen kann.

Der allgemeine Lösungsansatz besteht darin, einen stationären Pufferspeicher aus wiederverwendeten Batteriemodulen mit einer intelligenten Steuerung zu kombinieren. Diese Steuerung wertet Betriebs-, Lade- und Speicherinformationen aus, prognostiziert den künftigen Energiebedarf und verteilt die verfügbaren Leistungsflüsse bedarfsgerecht zwischen Netzanschluss, Speicher und Ladepunkten.

Dadurch können Lastspitzen reduziert, vorhandene Netzanschlüsse effizienter genutzt und Second-Life-Batterien nachhaltiger in die Ladeinfrastruktur eingebunden werden. Gleichzeitig kann die Betriebsweise dazu beitragen, Batteriemodule schonender zu nutzen und Fahrzeuge situationsgerecht zu priorisieren.

Relevante Einsatzbereiche sind öffentliche und halböffentliche Ladeparks, gewerbliche Flottenstandorte, Logistikdepots, Parkhäuser, Unternehmensstandorte sowie Ladeinfrastrukturen mit erneuerbarer Energieeinbindung.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Superkondensator für die elektrochemische Energiespeicherung, der die schnelle Leistungsabgabe klassischer Superkondensatoren mit einer verbesserten Energiespeicherfähigkeit verbindet. Hintergrund ist der Bedarf an Speichersystemen, die hohe Lade- und Entladeleistungen, lange Lebensdauer und eine höhere nutzbare Energiedichte in einem kompakten System vereinen.

Der allgemeine Lösungsansatz basiert auf einer Kombination aus einer leistungsfähigen positiven Kohlenstoffelektrode und einer gezielt vorbehandelten negativen Kohlenstoffelektrode in Verbindung mit einem lithiumionenhaltigen Elektrolytsystem. Dadurch soll das elektrochemische Arbeitsfenster besser nutzbar gemacht und zugleich eine stabile Funktion über viele Ladezyklen unterstützt werden.

Der Nutzen liegt in schnellladefähigen, robusten und langlebigen Energiespeichern für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf, etwa in elektrischen Antrieben, stationären Pufferspeichern, industriellen Hochleistungssystemen und weiteren Bereichen, in denen kurzfristig hohe Energieflüsse zuverlässig bereitgestellt werden müssen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft die Sicherheits- und Zustandsüberwachung elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere von Batteriesystemen. Adressiert wird das Problem, dass herkömmliche Überwachungssysteme kritische thermische Ereignisse häufig nur punktuell, verzögert oder mit begrenzter Ortsauflösung erkennen. Der Lösungsansatz basiert auf einer faseroptischen Sensorik, die innerhalb eines Energiespeichers integriert wird und relevante Zustandsänderungen räumlich erfassen kann. Die erfassten Signale werden ausgewertet, um kritische Entwicklungen frühzeitig zu erkennen und geeignete Sicherheitsreaktionen zu unterstützen.

Der Nutzen liegt in einer verbesserten Früherkennung, einer präziseren Lokalisierung thermischer Auffälligkeiten sowie einer robusten Überwachung auch in anspruchsvollen elektromagnetischen Umgebungen. Einsatzbereiche ergeben sich insbesondere bei Batteriepaketen für Fahrzeuge, stationäre Energiespeicher, industrielle Energiesysteme und sicherheitskritische Anwendungen, bei denen eine zuverlässige Überwachung thermischer Risiken wesentlich ist.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein weiterentwickeltes Kathodenmaterial für wiederaufladbare Lithium-Batterien. Ziel ist es, typische Schwächen heutiger Kathodenstrukturen zu reduzieren, insbesondere unzureichende Leitfähigkeit, begrenzte Zyklenstabilität und Verluste durch unerwünschte Nebenprozesse in Lithium-Schwefel-Systemen.

Der Lösungsansatz basiert auf einer speziell ausgelegten Kathodenmischung mit funktionalisierten Carbon-Nanotubes, die innerhalb der Kathode ein zusammenhängendes Leitnetzwerk bilden und die Wechselwirkung zwischen leitfähiger Struktur und aktivem Speichermaterial verbessern. Dadurch kann eine gleichmäßigere elektrische Anbindung, eine stabilere Kathodenstruktur und eine verbesserte elektrochemische Leistungsfähigkeit erreicht werden.

Der Nutzen liegt in leistungsfähigeren, langlebigeren und industriell skalierbaren Batteriezellen mit verbessertem Lade- und Entladeverhalten. Relevante Einsatzbereiche sind moderne Hochleistungsbatterien, stationäre Energiespeicher, Elektromobilität, mobile Elektronik sowie zukünftige Lithium-Schwefel- und Lithium-Ionen-Batteriesysteme.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine funktionale Verbundbeschichtung für Batterie-Kathoden, die elektrische Leitfähigkeit, Wärmeableitung und mechanische Stabilität in einer Schicht kombiniert. Hintergrund ist, dass herkömmliche leitfähige Zusätze in Kathodenmaterialien häufig ungleichmäßige Leitnetzwerke bilden, wodurch Kontaktwiderstände, lokale Erwärmung und Alterungserscheinungen entstehen können.

Der allgemeine Lösungsansatz besteht in einer carbonfaserverstärkten Kunststoffmatrix, die mit graphenbasierten Materialien kombiniert wird und als stabilisierende Funktionsschicht innerhalb der Kathodenstruktur wirkt. Dadurch kann der elektrische Übergang zwischen Stromkollektor und Aktivmaterial verbessert, Wärme gleichmäßiger verteilt und die mechanische Integrität der Elektrode unterstützt werden.

Der Nutzen liegt in leistungsfähigeren, langlebigeren und thermisch stabileren Energiespeichern, insbesondere bei Anwendungen mit hohen Lade- und Entladeströmen. Geeignete Einsatzbereiche sind wiederaufladbare Batterien, Festkörperbatterien, hybride Energiespeicher und weitere elektrochemische Systeme, bei denen Effizienz, Lebensdauer und Betriebssicherheit entscheidend sind.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen modularen Batteriespeicher mit integrierter Flüssigkühlung für stationäre Energiespeicher, USV-Anwendungen, Schnelllade-Puffer und netzdienliche Speicherlösungen. Bekannte Systeme sind häufig wartungsintensiv, anfällig für Leckagerisiken und nur eingeschränkt servicefreundlich, insbesondere wenn einzelne Batteriemodule im laufenden Systembetrieb ausgetauscht werden sollen.

Der allgemeine Lösungsansatz besteht in einer modularen Systemarchitektur mit flüssigkeitsgekühlten Batteriemodulen, einer steckbaren Kühlmittel-Verteilstruktur und sicherheitsgerichteten Kopplungs- und Isolationsfunktionen. Dadurch soll die thermische Leistungsfähigkeit verbessert, der Austausch einzelner Module erleichtert und der Weiterbetrieb nicht betroffener Module bei Service- oder Fehlerereignissen unterstützt werden.

Der Nutzen liegt in höherer Verfügbarkeit, besserer Betriebssicherheit, reduzierten Stillstandszeiten und vereinfachter Wartung. Zusätzlich kann die Systemarchitektur Diagnose-, Zustands- und Serviceinformationen unterstützen, die für Betrieb, Instandhaltung, Rückverfolgbarkeit, Wiederverwendung und Recycling von Batteriemodulen relevant sind.

Beschreibung

Die Patentanmeldung betrifft ein Batteriepacksystem, das unvermeidbare Abwärme aus Batteriezellen zur Rückgewinnung elektrischer Energie nutzbar macht. Im Mittelpunkt steht die Kopplung eines thermoelektrischen Energiegewinnungssystems mit dem bestehenden Thermomanagement eines Batterie-Packs. Dadurch soll ein nutzbarer Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Wärmesenke besser ausgenutzt werden, ohne die Sicherheit, Leistungsfähigkeit oder Lebensdauer der Batteriezellen zu beeinträchtigen.

Der allgemeine Lösungsansatz sieht vor, thermische Betriebszustände und elektrische Erzeugungsgrößen gemeinsam zu berücksichtigen und die Energiegewinnung so zu führen, dass ein stabiler, sicherer und wirtschaftlich sinnvoller Betrieb ermöglicht wird. Die zurückgewonnene Energie kann insbesondere zur Entlastung von Nebenverbrauchern, Steuerungsfunktionen oder Energiemanagementsystemen beitragen.

Die Einsatzbereiche liegen bei Traktionsbatterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen, stationären Energiespeichern, industriellen Batteriesystemen sowie energieeffizienten Batterieplattformen mit erhöhtem Bedarf an Thermomanagement, Zustandsüberwachung und Nebenverbraucherversorgung.

Beschreibung

Die Patentanmeldung betrifft ein intelligentes Batteriemanagementsystem zur verbesserten Überwachung, Diagnose und vorausschauenden Wartung wiederaufladbarer Batteriesysteme. Ziel ist es, Fehlerzustände, Alterungstendenzen und betriebliche Risiken zuverlässiger zu erkennen und daraus sichere Wartungs- oder Schutzmaßnahmen abzuleiten.

Der allgemeine Lösungsansatz kombiniert eine zustandsbezogene Batteriediagnose mit einer Bewertung der Aussageunsicherheit. Diagnoseergebnisse werden nicht ungeprüft in Betriebsmaßnahmen umgesetzt, sondern durch eine zusätzliche sicherheitsgerichtete Freigabeinstanz plausibilisiert. Dadurch können fehlerhafte, unsichere oder instabile Diagnoseausgaben abgefangen und durch konservativere Maßnahmen ersetzt werden.

Ergänzend ermöglicht ein Fleet-/Cloud-gestützter Ansatz die Auswertung größerer Batteriebestände, den Vergleich ähnlicher Einsatzprofile und eine abgesicherte Weiterentwicklung von Diagnosemodellen. Der mögliche Nutzen liegt in höherer Betriebssicherheit, verbesserter Verfügbarkeit, planbarer Wartung und verlängerter Lebensdauer von Batterieanlagen.

Relevante Einsatzbereiche sind unter anderem elektrische Fahrzeuge, Nutzfahrzeuge, stationäre Speicher, industrielle Energiespeicher, Robotik und maritime Anwendungen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Schwungradspeicher zur schnellen Bereitstellung und Aufnahme elektrischer Leistung, insbesondere für Netzstabilisierung, dynamische USV-Systeme, Power-Quality-Anwendungen und Lastspitzenpufferung. Technisches Ziel ist es, hochdynamische Rotorsysteme mit berührungsloser, supraleitender Lagerung wartungsfreundlicher, sicherer und schneller wieder in Betrieb nehmen zu können.

Der Lösungsansatz sieht ein modulares Lager- und Kryosystem vor, bei dem wesentliche Funktionseinheiten als austauschbares Cartridge-Modul ausgeführt sind. Eine definierte Schnittstellenbaugruppe unterstützt die wiederholgenaue Positionierung nach einem Austausch und stellt zugleich eine lösbare thermische Anbindung sicher. Ergänzende Prüf-, Freigabe- und Sicherheitsfunktionen können die Montagequalität, den Betriebszustand und den sicheren Wiederanlauf überwachen. Optional kann eine Servicearchitektur vorgesehen sein, die Wartungseingriffe erleichtert und Kontaminations- sowie Stillstandsrisiken reduziert.

Der Nutzen liegt in kürzeren Servicezeiten, verbesserter Verfügbarkeit, reproduzierbarer Inbetriebnahme und erhöhter Betriebssicherheit bei leistungsstarken Schwungradspeichern für industrielle Energie- und Netzanwendungen.