Neuer Weltrekord: KIT meldet weltweit schnellste Herstellung von Batterieelektroden; Lithium-Ionen-Batterien könnten deutlich kostengünstiger produziert werden

Möglich mache dies ein flexibles Düsenverfahren, das beliebige Muster mit großer Präzision auch bei hohen Geschwindigkeiten erzeugt. Dank der zum Patent angemeldeten Technologie ließen sich bis zu 300 Prozent mehr Elektrodenfolien produzieren, betont das Institut. Dies erlaube, Lithium-Ionen-Batterien deutlich kostengünstiger zu fertigen.

Neuartige Beschichtungstechnologie kann Muster mit hoher Präzision erzeugen
Lithium-Ionen-Batterien sind wichtig für die Energiewende – ob es um die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Quellen oder um den Betrieb von Elektrofahrzeugen geht. Allerdings stellen die hohen Batteriekosten der immer noch ein Hindernis dar. Einer Arbeitsgruppe um Professor Wilhelm Schabel und Dr. Philip Scharfer vom Forschungsbereich „Thin Film Technology“ (TFT) 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 zum Patent angemeldet.

Ziel der Roadmap Batterie-Produktionsmittel bereits jetzt erreicht
Die Beschichtung kann durchgehend, besser aber für nachfolgende Verfahrensschritte unterbrochen, das heißt intermittierend, erfolgen. „Bei intermittierender Beschichtung kommt es darauf an, dass die Start- und Stoppkanten auch bei hohen Frequenzen sauber verlaufen“, erklärt Schabel. „Dies erreichen wir bei unserem Verfahren durch eine Membran, die sich im Auftragswerk, das heißt in der Düse, schnell und gesteuert hin- und herbewegt.“
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 hätten sie bereits jetzt erreicht, betonen die KIT-Wissenschaftler.

Wesentlich mehr Elektrodenfolien bei nahezu gleichbleibenden Investitionskosten
Mit der neuen Technologie lassen sich laut KIT bis zu 300 Prozent mehr Elektrodenfolien produzieren, bei nahezu gleichbleibenden Investitionskosten. Auf diese Weise könnten die Fertigungskosten von Lithium-Ionen-Batterien beträchtlich gesenkt werden. Die KIT-Wissenschaftler haben mit einem ähnlichen Verfahren bereits erfolgreich Elektroden für Elektrofahrzeuge im Pilotmaßstab hergestellt.
 
22.10.2014 | Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH