Safe.SIB – Entwicklung einer sicheren und langlebigen Natrium-Ionen-Batterie für stationäre Energiespeicher
Das Projekt Safe.SIB zielt auf die Entwicklung einer neuen Generation sicherer, langlebiger und kosteneffizienter Natrium-Ionen-Batterien ab – ein wichtiger Schritt hin zu nachhaltigen Energiespeicherlösungen aus Nordrhein-Westfalen.
16. Dezember 2025 – Im Rahmen des Innovationswettbewerbs Energie.IN.NRW entwickeln Forschende des Helmholtz-Instituts Münster (HI MS) am Forschungszentrums Jülich gemeinsam mit Partnern der Fraunhofer FFB, Fraunhofer ICT, MANUGY GmbH und der Voltabox AG eine sichere und langlebige Natrium-Ionen-Batterie für stationäre Energiespeicheranwendungen. Das Projekt Safe.SIB, das bis Dezember 2028 geplant ist, zielt darauf ab, eine nachhaltige und wirtschaftlich attraktive Batterietechnologie zu etablieren, die die Energiewende in Nordrhein-Westfalen aktiv unterstützt und gleichzeitig die regionale Innovationskraft stärkt.
Nachhaltige Batterietechnologie mit Sicherheit im Fokus
Innerhalb von Safe.SIB wird ein Natrium-Ionen-basierter Energiespeicher für das private Anwendungsszenario konzipiert und konstruiert. Da hier besonders strenge Sicherheitsanforderungen gelten, steht die Entwicklung einer sicherheitsoptimierten Zellchemie im Mittelpunkt des Projekts – ohne Kompromisse bei der zyklischen und kalendarischen Lebensdauer. Ziel ist es, eine Batterie zu realisieren, die sowohl den hohen Ansprüchen an Effizienz und Stabilität als auch an Brandschutz und Betriebssicherheit gerecht wird.
Natrium-Ionen-Batterien gelten als zukunftsweisende Ergänzung zu Lithium-Ionen-Systemen. Sie basieren auf reichlich verfügbaren Rohstoffen, vermeiden kritische Materialien wie Kobalt oder Nickel und ermöglichen dadurch kosteneffiziente und umweltfreundliche Energiespeicherlösungen.
Elektrolytentwicklung am Helmholtz-Institut Münster
Am Helmholtz-Institut Münster wird im Rahmen von Safe.SIB eine nicht brennbare, nicht wässrige Flüssigelektrolytformulierung entwickelt, die optimal mit den im Projekt definierten Anoden- und Kathodenmaterialien kompatibel ist.
Die Forschenden variieren dazu gezielt die Konzentration des Leitsalzes, die Zusammensetzung der Lösungsmittelmischung (binär oder ternär) sowie den Anteil der einzelnen Komponenten. Darüber hinaus werden geeignete filmbildende Additive zur Stabilisierung der SEI (Solid Electrolyte Interphase) und CEI (Cathode Electrolyte Interphase) eingesetzt, ergänzt durch flammhemmende funktionelle Additive zur Erhöhung der Systemsicherheit.
Ziel ist eine Elektrolytformulierung mit hoher Ionenleitfähigkeit und breitem elektrochemischen Stabilitätsfenster, die zugleich nicht entflammbar ist. Um die Eignung für die weitere Verwendung in SIB-Zellen zu überprüfen, werden am Helmholtz-Institut Münster materialspezifische Analysen und Kompatibilitätstests durchgeführt. Die identifizierten optimalen Elektrolytformulierungen werden anschließend den Projektpartnern zur Charakterisierung und Validierung in kleinen und großformatigen Pouch-Zellen bereitgestellt.
Vom Materialdesign bis zum Demonstrator
Im weiteren Projektverlauf übernehmen die Fraunhofer FFB und die MANUGY GmbH die Skalierung der Elektrodenfertigung und die Entwicklung einer angepassten Zellproduktion. Die Fraunhofer ICT führt umfassende Sicherheits- und Belastungstests der hergestellten Zellen durch, während die Voltabox AG die Integration der großformatigen Zellen in einen funktionsfähigen Energiespeicher-Demonstrator verantwortet.
Durch diese enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen, Industriepartnern und Technologie-Start-ups entsteht in Safe.SIB ein durchgängiger Entwicklungsstrang von der Grundlagenforschung über die Zellfertigung bis hin zur Systemintegration.
Kooperation für nachhaltige Energiespeicher aus NRW
Mit einem Gesamtvolumen von 2,18 Millionen Euro und einer geplanten Förderung von 1,88 Millionen Euro steht Safe.SIB exemplarisch für die Innovationskraft Nordrhein-Westfalens im Bereich nachhaltiger Energiespeichertechnologien. Das Projekt vereint wissenschaftliche Exzellenz und industrielle Umsetzungskompetenz, um eine sichere, langlebige und umweltfreundliche Batterietechnologie zu entwickeln – ein wichtiger Beitrag für die Energiezukunft aus NRW.
Koordination
Dr. Isidora Cekic-Laskovic
Research Group Leader "Interfaces and Interphases"
- Institute of Energy Materials and Devices (IMD)
- Helmholtz-Institut Münster: Ionenleiter für Energiespeicher (IMD-4 / HI MS)
Raum E.100.066.1