Roll-it 2017-10-12T13:40:59+00:00

Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung (Roll-It)

Projektlaufzeit:
01.08.2016 – 31.07.2019

Institute:

  • Institut für Thermische Verfahrenstechnik / Bereich Thin Film Technology (TVT-TFT)
  • Institut für Partikeltechnik (iPAT)
  • Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs)
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Partner:

Technische Universität Braunschweig
Karslruher Institut für Technologie

Lithium-Ionen-Batterien sind essentielle Bestandteile von elektrisch und hybrid angetriebenen Fahrzeugen, stationären Energiespeichern und portabler Elektronik. Bei der Anwendung in Elektrofahrzeugen ist die größte Herausforderung neben der Erhöhung der Reichweite die Reduzierung der Batteriekosten. Eine Reduzierung der Batteriekosten kann bei der Verwendung gleicher Materialien durch eine effizientere Herstellung und Erhöhung der Batteriequalität ermöglicht werden. Hier setzt das Vorhaben „Roll‐It“ an. In dem Projekt soll der Prozessschritt der Trocknung von Elektroden (Anode, Kathode) und Separatoren direkt vor dem Verbau zu Batteriezellen untersucht werden.

Dieser Prozessschritt ist nötig, um den Wassergehalt der Batteriezelle soweit zu senken, dass weder eine Verringerung der Kapazität noch der Lebensdauer aufgrund von unerwünschten Nebenreaktionen stattfinden kann. Weiterhin stellt die Trocknung nach derzeitigem Stand der Technik den energieintensivsten Prozessschritt der Batteriezellproduktion dar. Es besteht demnach ein enormes Potential zur Energie‐ und Kosteneinsparung durch eine verbesserte Prozessführung bei gleichzeitiger Steigerung des Durchsatzes. Basis für eine solche Prozessverbesserung ist ein grundlegendes wissenschaftliches Verständnis der Wärme‐ und Stofftransportprozesse während der Trocknung.

Ziel von „Roll-it“ ist die Erarbeitung wissensbasierter Handlungsempfehlungen für den Trocknungsprozess, anhand derer bestehende Prozesse in der industriellen Fertigung von Lithiumionenbatterien bei gleichbleibend hoher Zellqualität und reduziertem Ausschuss materialübergreifend verbessert und neu geplante Anlagen optimal ausgelegt werden können. Zum Erreichen der Projektziele soll zunächst der Zusammenhang zwischen Zelleigenschaften und Feuchte untersucht und durch ein geeignetes Berechnungsmodell abgebildet werden. Aufbauend auf Untersuchungen zum Wärme‐ und Stofftransport werden Berechnungsmodelle entwickelt, mit denen die Feuchte in Abhängigkeit der Art und Intensität des Wärmeeintrags und der Trocknungsbedingungen beschrieben werden kann.