Zentrum Batterieforschung

Innovative Prozesse für hocheffiziente und kostengünstige Batterien und Supercaps

R2R-Beschichtungsanlage
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

R2R-Beschichtungsanlage

Laserschneid-Prozess
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

Laserschneid-Prozess

Elektrische Energiespeicher sind der Schlüssel und zugleich der Flaschenhals für viele technologische Zukunftsfelder, u. a. auch für Elektro- und Hybridfahrzeuge. Hohe Kosten, nicht ausreichende Leistungsfähigkeit (Energiedichte, Leistungsdichte, Lebensdauer) und Sicherheitsaspekte verhindern oder zumindest behindern in verschiedenen Bereichen noch den Durchbruch in den Massenmarkt.

Eine Steigerung der Leistungsfähigkeit von Energiespeichern und eine Kostenreduktion sind vor allem durch effizientere Produktionstechnologien möglich. Bei diesen Herausforderungen setzt das Fraunhofer IWS an und erarbeitet Lösungen entlang der gesamten Prozesskette zur Herstellung von Batterie- und Supercapzellen.

Leistungsangebot

Elektrodenbeschichtung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren
© Foto Fraunhofer IWS Dresden / Jürgen Jeibmann

Elektrodenbeschichtung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren

Freistehende Kohlenstoff/Schwefel Nanokomposit-Elektoden
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

Freistehende Kohlenstoff/Schwefel Nanokomposit-Elektoden

Stapelanlage
© Foto Fraunhofer IWS Dresden

Stapelanlage

Rolle-zu-Rolle Herstellung von Elektroden

Mittels Rakel- (Comma-Bar) oder Schlitzdüsenverfahren (Slot die) werden Anoden und Kathoden im Rolle-zu-Rolle-Prozess für Lithium-Ionen-Batterien, sowie für hochkapazitive Lithium-Schwefel-Batterien entwickelt. Das Leistungsangebot umfasst neben dem Auftrag und der Trocknung der Schichten die Auswahl von Bindern, die Anpassung der Dispergierverfahren und die Aufbereitung der pulverförmigen Ausgangsmaterialien.

Trockenfilm-Prozess

Am Fraunhofer IWS wurde ein innovatives Verfahren entwickelt, welches zur lösemittelfreien Herstellung von Elektroden verwendet wird. Verschiedene Pulver (Aktivmaterialien) können in einfachen, skalierbaren Schritten in freistehende Filme oder in Beschichtungen auf Folien verarbeitet werden. Aufwendige Trocknungsschritte oder gesundheitsschädliche Lösemittel können dadurch bei der Batterieherstellung vermieden werden.

Laserstrahlschneiden- und Laserstrahlschweißen für die automatisierte Zellfertigung (Stapel-Konfiguration)

Im Rahmen des Projektes DryLIZ (BMBF: KIT 02PJ2302) wurde eine Anlage zur kontinuierlichen Elektrodenkonfektionierung mittels Remote-Laserschneidprozess entwickelt. Die Anlagentechnik ist in eine Prozesskette zur vollautomatischen Zellfertigung unter lokalen Trockenraumbedingungen eingebunden.

Das Laserschweißen der Tabs von lithiumbasierten Zellen unter Trockenluft oder alternativ Schutzgasatmosphäre wurde in die vorhandene Stapelanlage integriert und steht für die optimierte Kontaktierung von Elektrodenstapeln im Zellverbund zur Verfügung.