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 Elektrodenmaterialien sowie Separator- und Elektrolytmaterialien in freistehenden Elektroden, Zellen und Modulen. Die Fertigungsprozesse sind variabel und erlauben eine Optimierung der Synthese, Pastenherstellung, Beschichtung und Trocknung für neue Materialsysteme. Unterstützt durch eine durchgängige Material- und Prozessdatenerfassung, ist es das Ziel Innovationen im Bereich Materialien und Verarbeitungsprozesse durch flexible Fertigungsprozesse schnell und effizient zu evaluieren.

 

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.

 

Herstellung von Pasten und Slurries

Entwickeln Sie gemeinsam mit uns

die optimale Dispergierstrategie für hochwertige, stabile und effizient hergestellte Pasten – individuell abgestimmt auf Ihre Anwendung.

 

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 Batteriezellen 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 Generation

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.

 

DigiBattPro BW

Innerhalb des Projektes wurde eine Hochleistungsspeicherzelle durch digitalisierte Fertigungsstationen für die Anwendung in kabellosen Elektrowerkzeugen entwickelt. Es konnten erfolgreich die Machbarkeit der Digitalisierung einzelner Fertigungsstationen einer Batteriezellenproduktion sowie die Einsatztauglichkeit der von VARTA entwickelten Demonstratorzellen für Power-Tool-Anwendungen nachgewiesen werden.

 

 

Panaremo

Im Projekt Panaremo untersuchten Forscher am Fraunhofer IPA die Einsatztauglichkeit von Papierelektroden in Energiespeicherzellen und betrachteten die Skalierbarkeit möglicher massenproduktionstauglicher Fertigungsprozesse für diese Elektroden auf einer Rolle-zu-Rolle-Anlage.

 

Perseus - Entwicklung von binderfreien Batterieelektroden auf Basis von Carbon Nanohorns als Binderersatz

Ziel des Projektes ist die Erforschung des Einsatzes von nanoskaligen Kohlenstoffen in Form von (funktionalisierten) Carbon Nanohorns (CNHs) als Ersatz des in typischen Lithium-Ionen-Batterien enthaltenen Binder- sowie Leitrußanteils.