Mit DRYtraec lassen sich Batterieelektroden trocken beschichten. Der am Fraunhofer IWS entwickelte Prozess kommt ohne toxische organische Lösemittel oder Wasser aus. Damit entfallen energieintensive Prozesse. Ebenso ergibt sich viel Potenzial zur Kostensenkung in der Batteriezellproduktion. Für den Ausbau der Trockenbeschichtungstechnologie zu einer gesamtheitlichen Technologieplattform erhält das Dresdner Institut 3,7 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium.
Die Forschenden am Fraunhofer IWS haben bereits mehrere Prototypen von Beschichtungsanlagen auf DRYtraec-Basis mit Partnern aus der Industrie aufgebaut. Diese beschichten Elektroden für Lithium-Ionen-, Feststoff- oder auch Lithium-Schwefel-Batterien kontinuierlich und skalierbar im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Die Leistungsfähigkeit der Elektroden steht den herkömmlich im sogenannten „Slurry-Verfahren“ hergestellten Elektroden in nichts nach und ist in einigen Punkten sogar überlegen. Der Fokus der Wissenschaftler lag bislang auf der Entwicklung effizienter Beschichtungsabläufe. Jetzt werden auch die vor- und nachgelagerten Prozesse sowie die Analytik in den Blick genommen.
Plattform nimmt gesamte Prozesskette in den Blick
Das ist notwendig, um Industrieanforderungen besser gerecht zu werden. Die Projektpartner betrachten die gesamte Prozesskette vom Rohmaterial über den Wickelprozess bis hin zur fertigen Elektrode und wollen sie als kontinuierliche und aufeinander abgestimmte Folge von Einzelprozessen abbilden. Ziel ist es, die neue Beschichtungstechnologie durch Anlagen- und Gerätetechnik speziell für die begleitenden Prozessschritte zu erweitern. Auf diese Weise wird eine innovative und umfassende Technologieplattform zur lösemittelfreien Elektrodenherstellung realisiert. Deren Funktionsfähigkeit wollen die Forschenden in einer technologierelevanten Umgebung demonstrieren.
Alleinstellung mit revolutionärem Verfahren
Die Plattform ermöglicht es dem Fraunhofer IWS, das revolutionäre Trockenfilmverfahren in die bundesweiten Forschungsaktivitäten einzubinden und dort als Alleinstellungsmerkmal zu etablieren. Darüber hinaus ist sie ein Angebot an Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette. Gezielte Fragestellungen, Materialinnovationen oder andere innovative Entwicklungen können inklusive ihres Einflusses auf den Gesamtprozess schnell, punktgenau und umfassend auf hohem technologischem Reifegrad bewertet werden. Geplant ist eine Erweiterung in die vier technologischen Module Pulvervorbehandlung, Elektrodenherstellung, Analytik und „Microenvironments“. Hierbei geht es um Kapselung der Anlagen zur Erforschung von Prozessen für Batteriematerialien der nächsten Generation.
