LoCoTroP 2017-10-19T10:26:22+00:00

Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse (LoCoTroP)

Projektlaufzeit:
01.08.2016 – 31.07.2019

Institute:

  • Technologiezentrum Energie (TZE)
  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
  • Institut für Partikeltechnik (iPAT)
zurück zur Übersicht

Partner:

Fraunhofer Institut
Technische Universität Braunschweig
Hochschule Landshut

In der Elektrodenfertigung für Lithium-Ionen-Batteriezellen werden heute überwiegend nass-chemische Prozesse eingesetzt. In diesen Prozessen werden Lösemittel verwendet, die eine aufwendige Abgasreinigung notwendig machen. Auch müssen die Elektroden energieintensiv getrocknet werden. Durch die Entwicklung eines Trockenbeschichtungsverfahrens für Batterieelektroden könnten bei gleichbleibender elektrochemischer Leistungsfähigkeit eine signifikante Senkung der Produktionskosten erreicht werden. Neben der Reduzierung der Investitionskosten für die Produktionsanlagen führen höhere Durchlaufgeschwindigkeiten zu einer gesteigerten Kosteneffizienz. Auch können durch den Verzicht auf die Lösungsmittel im Betrieb die Materialkosten gesenkt werden.

In Verbindung mit dem Wegfall des Trocknerbetriebes führt dies zu einer erheblichen Einsparung von Ressourcen in der Zellproduktion, zur Verringerung der Umweltbelastungen und zu vereinfachten umweltrechtlichen Genehmigungsverfahren für Batteriefabriken. Hier setzt das Vorhaben LoCoTroP an. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Trockenbeschichtungstechnologie zur Herstellung von Batterieelektroden. Dies beinhaltet die Entwicklung lösemittelfreier und somit emissionsfreier Beschichtungsverfahren für die Anoden- und Kathodenmaterialien, den Nachweis der Umsetzbarkeit des Verfahrens für die Rolle-zu-Rolle-Beschichtung durch Aufbau einer Anlage im Technikumsmaßstab und den Nachweis der Tauglichkeit durch die Herstellung und Charakterisierung von großen Batterievollzellen.

Das Verfahren basiert auf einer Direktbeschichtung des Kollektors mit Aktivmaterialien und deren Fixierung auf diesem ohne weitere Transferschritte. Das Verfahren zum Trockenmischen der Komponenten wird von der TU Braunschweig (iPAT) entwickelt. Das Beschichtungsverfahren sowie der Transfer in den Technikumsmaßstab werden vom Fraunhofer IPA, basierend auf Vorarbeiten, vorangetrieben. Die Verifizierung der Elektrodenqualität und die Ermittlung von Verbesserungsmöglichkeiten des Elektrodenaufbaus erfolgen durch die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Landshut (HAW Landshut). Die HAW Landshut bringt ihr Prozess-Know-how bei der industriellen Elektrodenherstellung ein.