Moderne Energiesysteme

Herkömmliche Prozesse zur Herstellung von Batterieelektroden sind auf den Einsatz von meist toxischen Lösungsmitteln angewiesen und benötigen viel Platz und Energie. Nicht so DRYtraec® – ein neu entwickeltes Trockenbeschichtungsverfahren.
© Fraunhofer IWS
Herkömmliche Prozesse zur Herstellung von Batterieelektroden sind auf den Einsatz von meist toxischen Lösungsmitteln angewiesen und benötigen viel Platz und Energie. Nicht so DRYtraec® – ein neu entwickeltes Trockenbeschichtungsverfahren.

Elektrische Energiespeicher sind unverzichtbar für eine stabile und nachhaltige Energieversorgung. Im Zuge der Energiewende werden Batterien in Form mobiler und stationärer Energiespeicher benötigt – beispielsweise für die Elektromobilität oder um die schwankende Stromproduktion aus erneuerbaren Energien auszugleichen. Sowohl die Energie- und Umweltbranche als auch die Automobilindustrie beschäftigen sich daher intensiv mit diesem Thema.

Am Fraunhofer IWS arbeiten wir an Batterien der nächsten Generation. Neben der Lithium-Ionen-Technologie liegen Schwerpunkte auf Lithium-Schwefel- und Feststoffbatterie-Konzepten. Es geht dabei um Aspekte wie Energiedichte, Reichweite, Ladezeit, Gewicht und Größe sowie Umweltfreundlichkeit und Sicherheit. In seiner Funktion als Energieträger wird auch Wasserstoff einen entscheidenden Beitrag leisten. Mit unserer Expertise in der Werkstoff- und Lasertechnik erarbeiten wir innovative und wirtschaftliche Lösungen für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Beispielhaft hierfür stehen magnetpulsgeschweißte Wasserstoffdrucktanks und das Fertigen metallischer Bipolarplatten mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Im Sinne des Ansatzes von »Green Economy« entwickeln wir neuartige Verfahren für die Nutzung von Prozesswärme als Energieträger und leisten damit unseren Beitrag zu einer ausgeglichenen Umweltbilanz unserer Kunden. 

Unsere Lösungen

Batterietechnik
 

Im »Advanced Battery Technology Center« werden Expertise in der Materialforschung, Innovationen in der Elektrodenproduktion und Technologien zur Zellfertigung und zum Recycling zusammengeführt. So bietet das Fraunhofer IWS den Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette innovative Lösungen für die Batteriezellentwicklung:

Advanced Battery Technology Center (ABTC)

Wasserstofftechnologie

Das Fraunhofer IWS entwickelt nachhaltige Werkstoff- und Fertigungskonzepte für Energiewandler wie Elektrolyseure und Brennstoffzellen, die für eine ökologisch und ökonomisch effiziente Nutzung von Wasserstoff in der industriellen Anwendung unabdingbar sind. Weitere Forschungsschwerpunkte liegen auf Lösungen für die sichere und flexible Speicherung – beispielsweise in H2-Drucktanks – sowie für den Transport und die Verteilung von Wasserstoff in modernen Energiekreisläufen. 

Weitergehende Forschungs- und Entwicklungsleistungen rund um das Thema Wasserstofftechnologie finden Sie hier: 

Zukunfts- und Innovationsfeld Wasserstofftechnologie

Prozesswärme als Energieträger

Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse

DRYtraec® – Preiswerte Herstellung von Batterieelektroden

Das im Rahmen des Projekts »DryProTex« entwickelte DRYtraec®-Prototypsystem beschichtet Batte-rieelektroden beidseitig ohne Lösungsmittel und spart Raum sowie Kosten ein.
© Fraunhofer IWS
Das im Rahmen des Projekts »DryProTex« entwickelte DRYtraec®-Prototypsystem beschichtet Batte-rieelektroden beidseitig ohne Lösungsmittel und spart Raum sowie Kosten ein.

Um in der Elektromobilität weiter Fahrt aufzunehmen, müssen die Produktionskapazitäten für Batteriezellen weltweit ausgebaut werden. Da der Preis eines Elektrofahrzeugs in erheblichem Umfang durch die Kosten der Batterie beeinflusst wird, stehen ökonomische und umweltfreundliche Herstellungsprozesse im Fokus der Industrie. Wir entwickelten daher DRYtraec® – ein neuartiges Verfahren, das eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Herstellung von Batterieelektroden erlaubt. Es verzichtet vollständig auf den Einsatz toxischer Lösemittel sowie die energie- und kostenintensive Trocknung der Elektrodenschichten. Neben Lithium-Ionen-Batterie-Elektroden lassen sich mit DRYtraec® auch Elektroden für neuartige Zelltechnologien wie Lithium-Schwefel- und Feststoff-Batterien lösemittelfrei in hoher Qualität herstellen. 

Im Förderprojekt »DryProTex« entwickelten wir gemeinsam mit deutschen Anlagenbauern eine weltweit einzigartige Prototypanlage und nahmen diese am Fraunhofer IWS in Betrieb. Das Highlight: Die Rolle-zu-Rolle-Anlage ermöglichte in einem Schritt eine gleichzeitige Beschichtung beider Seiten der Elektroden. Dies ist im Labor bereits auf bis zu 25 Zentimetern Breite und mit Geschwindigkeiten von bis zu zehn Metern pro Minute möglich.

 

Presseinformation / 5.8.2020

Feststoffbatterie soll Sprung in die industrielle Anwendung gelingen

 

Presseinformation / 1.4.2021

Unschweißbar war gestern

Optimierte Fügetechnologie ermöglicht sicheren Wasserstoffeinsatz in der Luft- und Raumfahrt
 

Presseinformation / 29.9.2020

Graphit statt Gold: Dünne Schichten für bessere Wasserstoff-Autos