Fraunhofer entwickelt Trockenbeschichtungsverfahren für Batterieelektroden
Das Fraunhofer-Institut hat ein neues DRYtraec®-Trockenbeschichtungsverfahren für die Herstellung von Batterieelektroden entwickelt. Die Methode vermeidet toxische Lösungsmittel und reduziert den Energieverbrauch.
Das Fraunhofer-Institut für Material- und Strahltechnik IWS in Dresden hat ein neues Verfahren namens DRYtraec® zur Herstellung von Batterieelektroden entwickelt. Diese neue Trockenbeschichtungsmethode ersetzt herkömmliche Nassverfahren, die Lösungsmittel verwenden und viel Platz sowie Energie benötigen.
Bei der traditionellen Methode werden Aktivmaterial, leitfähiger Ruß und Bindemittel in einem Lösungsmittel dispergiert, um eine Paste herzustellen. Diese Paste wird auf eine Metallfolie aufgetragen, woraufhin das Lösungsmittel in langen, energieintensiven Trocknungstunneln verdampfen muss. Das DRYtraec®-Verfahren arbeitet ohne Lösungsmittel. Stattdessen wird ein spezielles Bindemittel verwendet, das zusammen mit anderen Materialien eine Trockenmischung bildet. Diese Mischung wird in einen Kalander-Spalt zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen eingebracht, wobei eine Walze schneller läuft als die andere. Dieser Geschwindigkeitsunterschied erzeugt Scherkräfte, die das Bindemittel dazu bringen, fadenartige Netzwerke zu bilden, welche die aktiven Partikel mechanisch einbetten.
Laut Fraunhofer IWS ist das neue Verfahren deutlich umweltfreundlicher und kosteneffizienter. Es vermeidet den Einsatz toxischer Lösungsmittel, reduziert den Platzbedarf um etwa ein Drittel im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen und beschleunigt die Produktion, während es gleichzeitig energieeffizienter ist, da der Trocknungsschritt entfällt.
Die DRYtraec®-Technologie ist nicht auf eine bestimmte Batterietechnologie beschränkt. Sie kann für Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- oder Natrium-Ionen-Batterien eingesetzt werden. Das Fraunhofer IWS prüft auch Einsatzmöglichkeiten in Festkörperbatterien, die zukünftig immer wichtiger werden und deren Materialien nicht für nasschemische Verfahren geeignet sind.
Die Technologie wurde erfolgreich im Rahmen des Forschungsprojekts "DryProTex" demonstriert. Die Industrie, einschließlich Automobil- und Batteriehersteller, hat erhebliches Interesse an dem Verfahren gezeigt.