100 Meter pro Minute. Mit dieser Geschwindigkeit haben Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) das Herstellungstempo von Elektrodenfolien verdreifacht. Möglich macht das ein flexibles Düsenverfahren.
Es erzeugt beliebige Muster mit großer Präzision auch bei hohen Geschwindigkeiten. Dank der zum Patent angemeldeten neuen Technologie lassen sich bis zu 300 Prozent mehr Elektrodenfolien produzieren. Dies erlaubt, Lithium-Ionen-Batterien deutlich kostengünstiger zu fertigen. Lithium-Ionen-Batterien sind wichtig für Stromspeicher oder für den Betrieb von Elektrofahrzeugen. Allerdings stellen die hohen Kosten der Batterien immer noch ein Hindernis dar.
Einer Arbeitsgruppe um Professor Wilhelm Schabel und Philip Scharfer vom Forschungsbereich „Thin Film Technology“ am Institut für Thermische Verfahrenstechnik des KIT ist es nach dreijähriger Forschungsarbeit gelungen, die Geschwindigkeit der intermittierenden Herstellung von Elektrodenfolien, welche die eigentlichen Energiespeicher sind, auf 100 Meter pro Minute zu steigern. Stand der Technik waren bisher 25 bis 35 Meter pro Minute. Die KIT-Wissenschaftler entwickelten im Rahmen des Projekts Competence E eine völlig neuartige Beschichtungstechnologie, die nicht nur kontinuierliche Beschichtungen, sondern auch Muster mit hoher Präzision erzeugen kann. Inzwischen ist die Erfindung auch zum Patent angemeldet.
Der Verband des Deutschen Maschinen- und Anlagenbaus (VDMA) hat in einer in diesem Jahr herausgegebenen „Roadmap Batterie-Produktionsmittel“ eine Beschichtungsgeschwindigkeit von 100 Metern pro Minute als Ziel bis zum Jahr 2030 vorgegeben – dieses Ziel haben die Wissenschaftler bereits erreicht. Bei der Herstellung einer Elektrodenfolie wird ein Slurry aus Aktivmaterial, Ruß, Binder, Lösungsmittel und Additiven auf eine Substratfolie aus Kupfer für die Anode oder Aluminium für die Kathode aufgetragen. (nhp)
