Elektrodenfertigung

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Flexibilität und Variabilität sind bei der Entwicklung neuer Energiespeichersysteme unabdingbar, um die Investitions- und Betreiberkosten gering zu halten. Unabhängig davon muss die Betrachtung der einzelnen Prozessschritte forschungsseitig sichergestellt werden. Dazu wurden in der Abteilung »Funktionale Materialien« die relevanten Schritte für die Herstellung kleiner Mengen mit variablen Designs im Technikum »Flexible Batterieproduktion« abgebildet.

Die Prozesse sind skalierbar und erlauben die Synthese und Evaluation alternativer Elektroden-, Separator- und Elektrolytmaterialien in freistehenden Elektroden, Zellen und Modulen. Die Fertigungsprozesse sind variabel und erlauben eine Optimierung der Synthese, Pastenherstellung, Beschichtung und Formierung für neue Materialsysteme. Ziel ist die kundenspezifische Einstellung der Energie- und Leistungsdichte.

 

Elektrodenmaterialien und Simulation

Die Simulation und nachfolgende Synthese von Hybridwerkstoffen für neue Energiespeichersysteme erfolgt mittels Plasma CVD, nasschemischen oder mechanischen Verfahren. Wir verfügen über die nötige Kompetenz und Ausstattung, diese herzustellen, zu modifizieren und handzuhaben.

 

Pastenherstellung

Elektrodenpasten können hinsichtlich Feststoffgehalt, Viskosität und Leitfähigkeit kunden- und prozessspezifisch entwickelt und hergestellt werden. Ziel ist es, diese homogen und mit geringerem Aufwand zu fertigen, sowie den Produktionsprozess effizienter und ressourcenschonender zu gestalten.

 

Elektrodenbeschichtung

Variable und flexible Prozesse zur Elektrodenbeschichtung stehen im Technikum zur Verfügung. Für die Optimierung der Elektroden evaluieren wir neue Materialien und passen bestehende Beschichtungsverfahren gezielt an die Anforderungen der Kunden an.

 

Trockenprozess

Die gezielte Trocknung der Aktivmaterialschicht in Multimaterialbeschichtungen kann mit dem Energieeintrag und Trocknungsparametern sichergestellt werden. Durch die flexible Anpassung und Auswahl des Trockenprozesses (Infrarot, Umlauft, UV) lässt sich die Energieeffizienz optimieren.

 

Charakterisierung von Batterien und Superkondensatoren

Die Charakterisierung erfolgt an freistehenden Elektroden, Zellen oder Modulen. Zur elektrochemischen Charakterisierung der hergestellten Elektroden und Prototypenzellen kommen übliche Batterie- und Superkondensatortestmethoden im Bereich der Voltammetrie sowie Impedanzmessungen (EIS) zum Einsatz.

 

SkiPper: Superkondensatoren als Puffersysteme zur Speicherung von elektrischer Energie

Die Abteilung »Funktionale Materialien« entwickelt neuartige Hochleistungs-Energiespeicher für den Einsatz in Elektrofahrzeugen.

 

Fast Storage BW II: Energiespeicher der nächsten Generationlectrograph

Mit Industriepartnern entwickelte Powercaps vom Fraunhofer IPA vereinen die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren um eine Schnellladefähigkeit und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

 

Electrograph

Der Einsatz von Superkondensatoren in der Elektromobilität ermöglicht eine effizientere Nutzung von Energie, welche in den Fahrzeugen durch technische Verfahren zurückgewonnen und in Energiespeicher gelagert werden kann und bei Bedarf abrufbar ist.