{"id":172805,"date":"2019-06-04T07:00:50","date_gmt":"2019-06-04T05:00:50","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=172805"},"modified":"2019-06-04T07:00:50","modified_gmt":"2019-06-04T05:00:50","slug":"batterie-produktion-preiswert-umweltfreundlich-elektroauto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/batterie-produktion-preiswert-umweltfreundlich-elektroauto\/","title":{"rendered":"Deutsche Forscher machen Batterieproduktion umweltfreudlich"},"content":{"rendered":"

Elektroautos sind gut f\u00fcr die Umwelt. Das ist sicher eine treffende Aussage \u2013 besonders wenn der Strom f\u00fcr die Fahrzeuge nicht aus Kohlekraftwerken gewonnen wird. Wie sieht es aber mit den Stromspeichern, den Batterien, der Autos aus? Da gibt s sowohl bei der Produktion als auch bei der Leistung und Haltbarkeit noch reichlich Luft nach oben. Forscher des Fraunhofer Instituts f\u00fcr Werkstoff- und Strahltechnik IWS<\/a> in Dresden haben nun einen Weg gefunden, um genau diese Schwachstellen der Elektromobilit\u00e4t anzugehen.<\/p>\n

Bisher kauften die gro\u00dfen Automobilhersteller die Zellen f\u00fcr die Batterien aus mehreren Gr\u00fcnden in Asien ein. Asiatische Technologiekonzerne haben jahrzehntelange Erfahrungen in der Massenproduktion von Batteriezellen, und in der Produktion wird sehr viel Energie verbraucht. Und die ist in Deutschland sehr teuer.<\/p>\n

Um das k\u00fcnftig zu vermeiden, haben die Dresdner Ingenieure ein besseres und auch kosteng\u00fcnstigeres Produktionsverfahren entwickelt, das Energiekosten spart und auch giftige L\u00f6sungsmittel in diesem Prozessschritt \u00fcberfl\u00fcssig macht: Sie beschichteten die Elektroden der Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit fl\u00fcssigen Chemikalien.<\/p>\n

\u201eUnser Transferverfahren zur Trockenbeschichtung zielt darauf ab, die Prozesskosten in der Elektrodenbeschichtung sp\u00fcrbar zu reduzieren\u201c, betont Dr. Benjamin Schumm, Projektleiter am Fraunhofer IWS. \u201eDie Hersteller k\u00f6nnen dadurch auf giftige und teure L\u00f6sungsmittel verzichten und Energiekosten bei der Trocknung sparen. Au\u00dferdem lassen sich mit unserer Technologie auch Elektrodenmaterialien verwenden, die sich nasschemisch kaum oder gar nicht verarbeiten lassen.\u201c<\/p>\n

\"Batterie\"
So sehen die mit der neuen Trockenfilmtechnologie beschichteten Elektroden aus \u00a9 Fraunhofer IWS Dresden<\/figcaption><\/figure>\n

F\u00fcr k\u00fcnftige Batterien mit h\u00f6herer Energiedichte werden aber genau diese Werkstoffe ben\u00f6tigt. \u201eWir denken aus all diesen Gr\u00fcnden, dass unsere Technologie dabei helfen kann, eine international wettbewerbsf\u00e4hige Batteriezellproduktion in Deutschland und Europa m\u00f6glich zu machen.\u201c<\/p>\n

Ende der klassischen Nasschemie?<\/h3>\n

Bei der Produktion der Zellen wurden die Batterieelektroden bisher meist in einem aufw\u00e4ndigen nasschemischen Verfahren beschichtet. Dabei wurden die Aktivmaterialien, die sp\u00e4ter die gespeicherte Energie freisetzen sollen, erst mit speziellen Zusatzstoffen zu einer Paste gemischt. Da hier nicht nur teure, sondern meist auch giftige, organische L\u00f6sungsmittel zugesetzt werden, sind zum Schutz der Fabrikarbeiter und der Umwelt aufw\u00e4ndige Vorkehrungen f\u00fcr Arbeitsschutz und Wiederaufbereitung notwendig. Nachdem die Paste auf d\u00fcnne Metallfolien aufgestrichen ist, findet ein sehr Strom-intensiver Trockenprozess statt. Dutzende Meter lange Heizstrecken trocknen die beschichteten Folien, bevor sie weiterverarbeitet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Diese umweltsch\u00e4dlichen und teuren Schritte fallen bei der Trockenbeschichtung weg, da das Aktivmaterial mit bindenden Polymeren gemischt wird. Dieses Trockengemisch wird mit Walzen zu einem rund 100 Mikrometer dicken Elektrodenfilm verarbeitet. Der wird dann auf eine Aluminiumfolie aufgetragen wodurch die Batterieelektrode entsteht.<\/p>\n

\u201eAuf diese Weise k\u00f6nnen wir auch Materalien f\u00fcr neue Batteriegenerationen verarbeiten, bei denen die klassischen Verfahren versagen\u201c, sch\u00e4tzt Benjamin Schumm. Dazu w\u00fcrden zum Beispiel Energiespeicher, die Schwefel als Aktivmaterial nutzen z\u00e4hlen oder sogenannte Festk\u00f6rperbatterien, die statt brennbaren Fl\u00fcssigelektrolyten ionenleitende Feststoffe einsetzen.<\/p>\n

\u201eDiese Batterien werden mehr Energie im gleichen Volumen speichern k\u00f6nnen als heutige Lithium-Ionen-Batterien\u201c, sagt der Wissenschaftler vom Fraunhofer IWS mit Blick auf die Zukunft. \u201eDiese Festelektrolyte k\u00f6nnen jedoch im Kontakt zu L\u00f6sungsmitteln ihre Funktion verlieren. Um diese Speicher herzustellen, eignet sich daher ein l\u00f6semittelfreies Beschichtungsverfahren deutlich besser.\u201c<\/p>\n

Einen Meilenstein zur Herstellung von Festk\u00f6rperbatterien haben die Dresdner Forscher nach eigenen Aussagen bereits erreicht: Sie machten es m\u00f6glich, \u201eElektroden mittels Trockenfilmverfahren mit extrem niedrigen Bindergehalten herzustellen.\u201c<\/p>\n

\"Batterie\"
\u00a9 Pixabay<\/figcaption><\/figure>\n

Pilotanlage in Finnland<\/h3>\n

Gemeinsam mit Industriepartnern wollen die Wissenschaftler die Prozesse nun verfeinern und ihnen so zum Durchbruch verhelfen. Sie entwickeln im vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung BMBF gef\u00f6rderten Projekt \u201eDryProTex\u201c das trockene Transferverfahren zur Elektrodenbeschichtung gemeinsam weiter. In dem Projekt werden Material-, Prozess- und Anlagenentwicklungen vorangetrieben, \u201edie eine Prozessauslegung zur trockenen Elektrodenherstellung im industriellen Ma\u00dfstab\u201c erm\u00f6glichen sollen. \u201eDas Verfahren hat das Potenzial, auf lange Sicht die herk\u00f6mmlichen Prozesse zur pastenbasierten Elektrodenherstellung zu verdr\u00e4ngen\u201c, ist Benjamin Schumm \u00fcberzeugt.<\/p>\n

In einer Pilotanlange im finnischen Espoo hat die trockene Elektrodenproduktion bereits begonnen. \u201eDie Nachfrage f\u00fcr unsere Technologie ist gro\u00df, auch in Deutschland\u201c, berichtet Schumm. Elektrodenfolien im Laborma\u00dfstab k\u00f6nnen bereits kontinuierlich mit mehreren Metern pro Minute beschichtet werden und so das Potenzial f\u00fcr die Aufskalierung in den Produktionsma\u00dfstab demonstrieren.<\/p>\n

Am 18. und 19, November 2019 veranstaltet das Fraunhofer IWS in Dresden zur Informaton der \u201eBatterie der Zukunft\u201c die \u201eCarbon Electrode Materials\u201c und die \u201eLithium-Metal-Anodes: Processing and Integration in Next-Generation Batteries\u201c.<\/p>\n

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