Mobile Energiespeicher und Elektrochemie

Abteilung

Elektrodenentwicklung

Gruppe

Schlickeraufbereitung und Streifenbeschichtung für Li-Ionen-Batterien im Applikationszentrum Batterietechnologie.

Herstellung einer beidseitig beschichteten Bipolarelektrode.

Die Arbeitsgruppe »Elektrodenentwicklung« bildet die Schnittstelle zwischen Material- und Prozessentwicklung und überführt neue Batterietechnologien aus dem Labor in die Pilotfertigung. Sie stellt damit den Anknüpfungspunkt zwischen der Laborentwicklung und der industriellen Fertigung beim Kunden dar.

Dafür kann in vollem Umfang auf das Know-how des Teams im Umgang mit Misch-, Charakterisierungs-, Beschichtungs- und Trocknungstechnologien zurückgegriffen werden. Um die komplette Fertigungskette für Li-Ionen-Batterien und deren Komponenten abbilden zu können, betreibt das Fraunhofer IKTS gemeinsam mit thyssenkrupp System Engineering GmbH ein Applikationszentrum. Auf den Anlagen werden neue Materialsysteme für Batterieelektroden im Pilotmaßstab verarbeitet und innovative Zellkonzepte, wie das bipolare EMBATT-Batteriekonzept, großformatig hergestellt. Auch neue Herstellungsprozesse, wie die kalt- und heißplastische Flachfolienextrusion für polymere Festkörperbatterien, stehen im Fokus der Forschung und Entwicklung. Darüber hinaus stellt die Untersuchung des Befüll- und Formierungsverhaltens poröser Lithium-Ionen-Elektroden einen wesentlichen Arbeitsschwerpunkt dar, da diese Fertigungsschritte in der heutigen Zellproduktion geschwindigkeitsbestimmend und extrem kostenrelevant sind.

 

Leistungsangebot

 

  • Modellgestützte Elektrodenentwicklung und Optimierung nach Kundenspezifikation
  • Durchführung von Material- und Beschichtungsversuchen für Elektrodenfolien
  • Rheologische Probencharakterisierung und Feuchtebestimmung
  • Untersuchung des Benetzungsverhaltens von Elektroden im Formierungsprozess (vgl. Optilyt)
  • Entwicklung, Erprobung und Optimierung integrierter Fertigungskonzepte für die Batterieherstellung
  • Up-Scaling von Laborprozessen und Technologietransfer im Trockenraum
  • Machbarkeitsstudien und Beratung im Bereich der Prozessskalierung

 

Technische Ausstattung

 

  • 300 m² Trockenraum im Applikationszentrum Batterietechnologie am Standort Pleißa
  • Mischaggregate (Dissolver, Planetenmischer, Kneter,) bis Batchgröße von 10 kg
  • Tapecaster (Doctor-Blade, Schlitzdüse) bis 300 mm Breite mit Trocknungsstrecke
  • Anlagen zur kalt- und heißplastischen Flachfolienextrusion
  • Trocknungsanlagen (Passivtrocknung, Kontakttrocknung, IR-Trocknung)
  • Feuchtebestimmung mittels Karl-Fischer-Titration
  • Luft-Ultraschall-Schichtdickenmessgerät zur Qualitätsüberwachung von Folien
  • Zelltester zur Charakterisierung von Versuchszellen