Trockenbeschichtung

Trockenbeschichtungsverfahren für Batterieelektroden: Umweltfreundlich, kosteneffizient, platz- und energiesparend

Die Herstellung von hochbelastbaren Elektroden ist ein vielversprechender Ansatz zur Erhöhung der Energiedichte von Li-Ionen-Batterien, da sie ein günstiges Verhältnis zwischen aktiven und inaktiven Materialien aufweisen. Moderne Bandgießverfahren mit relativ hohem Lösungsmittelgehalt sind jedoch hinsichtlich der Schichtdicke und des Trocknungsverfahrens begrenzt, was mit unerwünschten Effekten wie z. B. der Migration von Bindemitteln einhergeht. Daher werden dringend fortschrittliche Verfahren für die Elektrodenherstellung benötigt.

Das Fraunhofer ISIT hat ein Trockenbeschichtungsverfahren entwickelt, das komplett ohne Lösungsmittel auskommt. Die Trocknung des beschichteten Elektrodenschlamms ist ein energieintensiver Prozess. Zudem benötigt er einen großen Platzbedarf, da für ein optimales Prozessergebnis lange Trocknungsstrecken erforderlich sind. Mit dem vom Fraunhofer ISIT entwickelten Trockenbeschichtungsverfahren wird der Einsatz von Lösungsmitteln überflüssig. Zudem sind höhere Beladungen möglich, die über den Bereich konventioneller Elektroden hinausgehen. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen und ist umweltfreundlicher.

Unsere Lösung

Unser Hauptziel: Eine umweltfreundliche Herstellung von Batterieelektroden

Unser Angebot

  • Trockene Beschichtungstechnologie ohne Lösungsmittelverbrauch führt zu erheblichen Materialeinsparungen bei der Elektrodenherstellung
  • Drastische Reduzierung der Mischzeit dank angepasster Trockenmischverfahren
  • Beschleunigter Produktionsprozess  
  • Weniger als ein Drittel des Platzbedarfs im Vergleich zur konventionellen Lösung
  • Energieeinsparung beim energieintensiven Trocknungsprozess / Wegfall der Lösemittelrückgewinnungsanlage

Benchmarking des Elektrodenherstellungsprozesses

  Kostenpositionen REFERENZEN - Gießverfahren Einsparungen durch Extrusionsverfahren Einsparungen durch neuartiges Trocken- Beschichtungs- verfahren
Material

Lösungsmittel - Kathode

NMP

-90% NMP

-100% NMP

Prozess

Mischzeit

0,5 - 2h

-75%

-80%

Energie

Trocknung, Lösungsmittelrückgewinnung

6,7 kWh / Zelle: 3,2 kWh davon für die Trocknung

-50%

-80%

Maschine [Fußabdruck]

Gesamtlänge

Je nach Trocknungszeit

-50%

-70%

Maschine [Prozess]

Geschwindigkeit der Beschichtung
Geschwindigkeit der Trocknung

35-80 m/min

35-80 m/min

+20%

-50%

+/- 10% (Nachbehandlung)
-100% (Trocknung veraltet)

Arbeit [Produktivität]

Bedienerkosten pro Maschine

Abhängig vom Automatisierungsgrad

+25% Produktivität

+40% Produktivität

Kosteneinsparungen [ohne Energieverbrauch]

Kathode

Referenz

-8%

-13%

Was FAB-SH für Sie tun kann @ Fraunhofer ISIT

Beschleunigte Entwicklung von Batteriezellen

  • Anwendungsspezifisches Zellendesign
  • Maßgeschneiderte Zell-Optimierung
  • Prototyping & Kleinserienfertigung

Effiziente Nutzung von Ressourcen

  • Simulationsgestützte Auslegung von Anlagen und Kühlsystemen
  • Maßgeschneiderte Systeme für neue Anwendungen
  • Priorisierung von Zelleigenschaften
  • Qualifizierung von der Zelle bis zum Modul

Innovative Fertigungstechnologie

  • Entwicklung neuer Beschichtungsprozesstechnologien und kundenspezifischer Rezepturen für Elektroden
  • Charakterisierung von neuen Materialien und Komponenten
  • Unterstützung bei der Einführung von Produktionsprozessen

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