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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/502341
Projekttitel
AGT – Aligned Graphite® Technologie – Demonstration für Einsatz in eFahrzeugen
Projekttitel Englisch
AGT – Aligned Graphite® Technologie – Demonstration for Use in Electric Vehicles

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Kurzbeschreibung
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Battrion hat die Aligned Graphite® Technology (AGT) entwickelt und patentiert - eine effiziente und skalierbare neue Plattformtechnologie zur Herstellung von schnell-ladenden Hochleistungselektroden, die in Lithium-Ionen Batterie-Zellen integriert werden. AGT erho¨ht die Lade- und Entladerate von Batteriezellen signifikant. Damit ermöglicht Battrion eine sehr viel schnellere Ladung von Elektromobilen, reduziert die Wa¨rmeentstehung ohne dabei Reichweite oder Lebensdauer in Mitleidenschaft zu ziehen. Des Weiteren führt die Technologie zu einer Verringerung der Umweltauswirkungen im Vergleich zu LIB aus konventioneller Produktion, da die Verwendung von hochprozessiertem kugelfo¨rmigem Graphit vermieden werden kann.
Kurzbeschreibung
(Englisch)
Battrion has developed and patented Aligned Graphite® Technology (AGT) - an efficient and scalable new platform technology for the production of high-performance electrodes that are integrated into lithium-ion battery cells. AGT significantly increases the charge and discharge rate of battery cells and reduces heat generation while maintaining the energy density and life time. Furthermore, it enables a reduction in the environmental impact compared to conventional production which can be achieved by avoiding the use of spherical graphite.
Kurzbeschreibung
(Französisch)
La société Battrion a développé et breveté la technologie Aligned Graphite® (AGT) - une nouvelle plateforme technologique efficace et évolutive pour la production d'électrodes de haute performance intégrées dans les cellules de batteries lithium-ion. L'AGT augmente considérablement le taux de charge et de décharge des cellules de batterie et réduit la production de chaleur tout en maintenant la densité énergétique et la durée de vie. En outre, elle permet de réduire l'impact environnemental par rapport à la production conventionnelle, en évitant l'utilisation de graphite sphérique.
Schlussbericht
(Deutsch)
Im Rahmen des Projekts "AGT - Aligned Graphite Technology - Demonstration for use in electric vehic-les" (AGT - Ausgerichtete Graphit-Technologie - Demonstration für den Einsatz in Elektrofahrzeugen) wollte Battrion die technologische Bereitschaft und die Vorteile von AGT für eine breite Anwendung in Nutzfahrzeugen und Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs aufzeigen, indem es schnellladende VDA-Batteriemodule baute und diese in einer entsprechenden Umgebung testete. Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit einem Zellhersteller mit Sitz in Singapur durchgeführt. Zu Beginn des Projekts stellte Battrion umfangreiche Ressourcen für die Prozessentwicklung bereit, um drei (3) verschiedene Graphitmaterialsysteme zu entwickeln, wobei ein Graphittyp von seinem Partner, dem Zellhersteller, und zwei Graphitvarianten von Battrion selbst vorgeschlagen wurden. Das Prozessentwicklungsteam stellte nicht ausgerichtete, konventionelle Elektroden "REG" und mit Battrion’s Technologie ausgerichteten negativen Elektroden “AGT“ erfolgreich her und charakterisierte diese. Das Hauptaugenmerk des Projekts lag auf dem Einsatz einer bestimmten Graphitvariante, einem weniger prozessiertem Naturgraphit, der im Battrion-Materialsystem als RM0662 bezeichnet wird. Dieser spezielle Graphittyp ist für EV Anwendungen unkonventionell, bietet aber Vorteile wie deutlich geringere Koten und einen kleineren CO2-Fußabdruck im Vergleich zu den anderen im Projekt untersuchten Graphit-varianten, die den EV-Standards näherkommen bzw. in EVs verwendet werden. Aufgrund des beobachteten komplexen rheologischen Verhaltens wurde die Verwendung dieses Graphittyps jedoch eingestellt. Es wurde ein alternatives Material identifiziert, woraufhin die Projektarbeit wieder aufgenommen wurde. In der zentralen Phase des Projekts lag der Schwerpunkt auf den von Battrion vorgeschlagenen Graphitvarianten, nämlich den Materialien RM0730 und RM0731. Battrion fertigte und lieferte nicht ausgerichtete “REG“ und ausgerichtete Elektroden mit AGT aus diesen Materialsystemen. Nach Erhalt stellte der Zellhersteller Knopfzellen und grossformatige EV-Zellen her und charakterisierte diese. Bedauerlicherweise blieben die ersten Ergebnisse der Zellen deutlich hinter den Erwartungen zurück und stimmten nicht mit den internen Ergebnissen von Battrion aus kleineren Zellen überein. Battrion und der Zellhersteller identifizierten einen Performance-Unterschied bei den jeweiligen regulären, d.h. nicht ausgerichteten Elektroden, die Battrion und der Zellhersteller unabhängig voneinander hergestellt hatten. Es wurde beschlossen, dass zuerst eine Leistungsparität bei den regulären Elektro-den erzielt werden muss, bevor ausgerichtete Elektroden untersucht werden. Nachfolgende Zelltests bestätigten den Unterschied, insbesondere, da die regulären Anoden des Zellherstellers eine bessere Zykluslebensdauer und Ladeleistung aufwiesen als die regulären Anoden von Battrion. Eine eingehende Analyse ergab, dass beide Unternehmen zwar denselben Graphit verwendet hatten, aber unter schiedliche Dichten und Bindemittel eingesetzt worden waren. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Dichte der Elektrode beim Zellhersteller niedriger war (und nicht den vereinbarten Spezifikationen entsprach), was sich in einer höheren Porosität der Elektrode und einer besseren Ladeleistung nieder schlug. Für eine Fortsetzung des Projekts war es von entscheidender Bedeutung, die exakt gleichen Materialien für die Paste zu verwenden wie der Zellpartner in Singapur. Diese Forderung stiess jedoch aufgrund von Bedenken hinsichtlich des geistigen Eigentums auf Widerstand, so dass Battrion trotz mehrerer Versuche keine ähnliche Anoden-Performance erzielen konnte. Die einzige praktikable Option für die Fortführung des Projekts war die Implementierung der Aligned Graphite® Technologie von Battrion im Forschungs- und Entwicklungslabor des Zellherstellers in Singapur. Dadurch hätten sowohl “REG“ als auch “AGT“ Anoden unter denselben Bedingungen und aus derselben Paste hergestellt wer-den können. Bedauerlicherweise wurde das Projekt aufgrund der Schließung von Battrion gestoppt. Battrion musste bei seiner letzten Finanzierungsrunde im Juli Rückschläge hinnehmen. Infolgedessen sah sich das Unternehmen gezwungen, ein Insolvenzverfahren einzuleiten. Am 25. August 2023 wurde der Insolvenzantrag vom Gericht Luzern formell anerkannt.
Schlussbericht
(Englisch)
In the project “AGT – Aligned Graphite Technology- Demonstration for use in electric vehicles” Battrion’s objective was to showcase the technological readiness and benefits of AGT for widespread adoption in commercial and public transport vehicles by building fast-charging VDA battery modules and testing them in a relevant environment. This project was executed in partnership with a cell manufacturer, headquartered in Singapore. At the project inception, Battrion allocated substantial process development resources to develop three (3) different graphite material systems, with one graphite type proposed by its cell manufacturer partner and two graphite variants proposed by Battrion itself. The process development team successfully synthesized and characterized conventional electrodes "REG" and aligned negative electrodes “AGT” the latter featuring Battrion Aligned Graphite® technology. The primary project focus centered on employing a specific graphite variant which was a less processed natural graphite, identified as RM0662 in Battrion material system. This particular graphite type is unconventional for EV applications but would offer advantages such as significantly reduced costs and a smaller CO2-footprint compared to the other graphite variants explored in the project which are closer to the EV standards or are actually being utilized for EVs. However, due to observed complex rheological behaviors, the utilization of this less processed graphite type was ceased. An alternative material was identified, prompting project work to resume. During the project's central phase, focus shifted to the other Battrion's proposed graphite variants, namely RM0730 and RM0731 materials. Battrion manufactured and delivered regular and aligned electrodes using these material systems. Upon receipt, the cell manufacturer fabricated and assessed coin cells and largeformat EV cells. Regrettably, initial cell results fell significantly short of expectations and were inconsistent with Battrion's inhouse results from smallerscale cells. Recognizing the disparity in performance between the respective regular electrodes, Battrion and the cell partner decided that achieving similar cell results from regular electrodes manufactured by their respective facilities was of paramount importance. A meaningful application of AGT hinged on this performance parity, which was absent due to the performance gap. Subsequent cell tests confirmed this gap, with the cell manufacturer's regular anodes demonstrating better cycle life and charge performance than those of Battrion's regular anodes. An indepth analysis revealed that while both companies had used the same graphite, differing densities and binders were employed. In particular, the cell partner’s electrode’s density was discovered to be lower (not satisfying the agreed specifications, but thus translating in higher electrode porosity and better charge performance). It became vital for Battrion to start from the same materials as the cell partner in Singapore. However, this request was met with resistance due to intellectual property concerns, preventing Battrion from achieving similar anode performance despite multiple trials. The sole viable option for the project's continuation was implementing Battrion's Aligned Graphite® Technology at the cell partners’ Singapore R&D lab. This would have enabled both regular and aligned anodes to be produced under the same conditions and from the same slurry. Regrettably, the project was halted due to Battrion business closing. Battrion faced setbacks during its most recent financing round in July, culminating in an unfavorable outcome. Consequently, the company was compelled to initiate insolvency proceedings. On August 25, 2023, the insolvency filing was formally acknowledged by Luzern Court.
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Französisch)
Dans le cadre du projet "AGT - Aligned Graphite Technology - Demonstration for use in electric vehicles" (Technologie de graphite alignée - Démonstration pour une utilisation dans les véhicules électriques), Battrion a voulu démontrer l'état de préparation technologique et les avantages de l'AGT pour une application à grande échelle dans les véhicules commerciaux et les véhicules de transport public, en construisant des modules de batterie VDA à charge rapide et en les testant dans un environnement approprié. Ce projet a été mené en collaboration avec un fabricant de cellules dont le siège social se trouve à Singapour. Au début du projet, Battrion a consacré d'importantes ressources au développement de processus afin de mettre au point trois (3) systèmes différents de matériaux en graphite, dont un type de graphite proposé par son partenaire, le fabricant de cellules, et deux variantes de graphite proposées par Battrion luimême. L'équipe de développement des processus a réussi à fabriquer et à caractériser des électrodes conventionnelles non alignées "REG" et des électrodes négatives alignées "AGT" avec la technologie de Battrion. Le projet s'est concentré sur l'utilisation d'une variante particulière de graphite, un graphite naturel moins traité, appelé RM0662 dans le système de matériaux Battrion. Ce type particulier de graphite n'est pas conventionnel pour les applications EV, mais il présente des avantages tels qu'un coût nettement inférieur et une empreinte carbone plus faible par rapport aux autres variantes de graphite étudiées dans le projet, qui se rapprochent des normes EV ou qui sont utilisées dans les EV. Cependant, en raison du comportement rhéologique complexe observé, l'utilisation de ce type de graphite a été abandonnée. Un matériau alternatif a été identifié, à la suite de quoi le projet a été relancé. Au cours de la phase centrale du projet, l'accent a été mis sur les variantes de graphite proposées par Battrion, à savoir les matériaux RM0730 et RM0731. Battrion a fabriqué et fourni des électrodes "REG" non alignées et des électrodes alignées avec AGT à partir de ces systèmes de matériaux. Après réception, le fabricant de piles a fabriqué et caractérisé des piles boutons et des piles EV de grand format. Malheureusement, les premiers résultats des cellules étaient nettement inférieurs aux attentes et ne correspondaient pas aux résultats internes de Battrion obtenus à partir de cellules plus petites. Battrion et le fabricant de cellules ont identifié une différence de performance entre les électrodes régulières, c'est-à-dire non alignées, que Battrion et le fabricant de cellules avaient fabriquées indépendamment, et ont décidé qu'il fallait d'abord obtenir une parité de performance avec les électrodes régulières avant d'étudier les électrodes alignées. Les tests de cellules ultérieurs ont confirmé la différence, notamment parce que les anodes régulières du fabricant de cellules présentaient une meilleure durée de vie du cycle et une meilleure performance de charge que les anodes régulières de Battrion. Une analyse approfondie a révélé que, bien que les deux entreprises aient utilisé le même graphite, des densités et des liants différents avaient été utilisés. Il a notamment été constaté que la densité de l'électrode était plus faible chez le fabricant de cellules (et ne correspondait pas aux spécifications convenues), ce qui se traduisait par une porosité plus élevée de l'électrode et une meilleure performance de charge. Pour que le projet puisse se poursuivre, il était essentiel d'utiliser exactement les mêmes matériaux pour la pâte que le partenaire cellulaire de Singapour. Cette exigence s'est toutefois heurtée à une résistance en raison de préoccupations liées à la propriété intellectuelle, de sorte que Battrion n'a pas pu obtenir des performances d'anode similaires malgré plusieurs essais.