{"id":306223,"date":"2021-09-01T18:02:01","date_gmt":"2021-09-01T16:02:01","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=306223"},"modified":"2021-09-01T18:02:01","modified_gmt":"2021-09-01T16:02:01","slug":"durchbruch-fraunhofer-verpspricht-umweltfreundliche-herstellung-von-batterieelektroden","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/durchbruch-fraunhofer-verpspricht-umweltfreundliche-herstellung-von-batterieelektroden\/","title":{"rendered":"Durchbruch: Fraunhofer verspricht umweltfreundliche Herstellung von Batterieelektroden"},"content":{"rendered":"\n

Herk\u00f6mmliche Prozesse zur Herstellung von Batterieelektroden sind auf den Einsatz von meist toxischen L\u00f6sungsmitteln angewiesen und ben\u00f6tigen viel Platz und Energie. Nicht so DRYtraec\u00ae \u2013 ein neu entwickeltes Trockenbeschichtungsverfahren des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Die Technologie ist umweltfreundlich und kosteneffizient, kann breit eingesetzt werden und hat so das Potenzial, die Batterieelektrodenherstellung zu revolutionieren, so schreibt Fraunhofer in einer Pressemitteilung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

DRYtraec-Anlagen ben\u00f6tigen keine langen Trocknungsstrecken und nehmen daher deutlich weniger Platz ein als herk\u00f6mmliche Anlagen zur Herstellung von Batterieelektroden.
Das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWi) prognostiziert f\u00fcr das Jahr 2030 in Deutschland einen Energieverbrauch von etwa 655 Terawattstunden \u2013 und damit einen Anstieg um fast 20 Prozent im Vergleich zu heute. Eine entsprechende Studie hatte die Prognos AG im Auftrag des BMWi durchgef\u00fchrt. Die Zahl stellt eine erste Absch\u00e4tzung dar, endg\u00fcltige Ergebnisse sollen im Herbst vorliegen. Doch klar ist, dass der gesamtgesellschaftliche Energiebedarf kontinuierlich zunimmt. Gerade im stark wachsenden Elektromobilit\u00e4tssektor wird daher nach neuen Wegen gesucht, um den Energiebedarf bei der Herstellung von Batterien zu reduzieren und somit so kosteneffizient und gleichzeitig so umweltfreundlich wie m\u00f6glich zu gestalten. Mit DRYtraec hat ein interdisziplin\u00e4res Forschungsteam am Fraunhofer IWS in Dresden hierf\u00fcr eine vielversprechende L\u00f6sung entwickelt, die bei der Herstellung der Batterieelektroden ansetzt.<\/p>\n\n\n\n

Elektroden sind ein zentraler Baustein jeder Batterie und bestehen in der Regel aus einer Metallfolie, die mit einer d\u00fcnnen Beschichtung \u00fcberzogen ist. Die Beschichtung enth\u00e4lt dabei die aktiven Komponenten, die f\u00fcr die Energiespeicherung verantwortlich sind. “\u00dcblicherweise erfolgt der Beschichtungsprozess nass-chemisch mit sogenannten Slurry-Ans\u00e4tzen”, erkl\u00e4rt Dr. Benjamin Schumm, Gruppenleiter Chemische Beschichtungsverfahren am Fraunhofer IWS. Aus Aktivmaterial, Leitru\u00dfen und Bindern wird zusammen mit einem L\u00f6sungsmittel eine Art Paste hergestellt, mit der zun\u00e4chst eine nasse Schicht auf der Metallfolie erzeugt wird. “Damit das L\u00f6sungsmittel anschlie\u00dfend wieder verdampfen kann, werden riesige Anlagen mit sehr langen Trocknungsstrecken ben\u00f6tigt. Diesen Prozess k\u00f6nnen wir mit DRYtraec effizienter gestalten.”<\/p>\n\n\n\n

Spezieller Binder und Scherkr\u00e4fte durch rotierende Walzen<\/h2>\n\n\n\n

F\u00fcr das neue Beschichtungsverfahren werden grunds\u00e4tzlich \u00e4hnliche Ausgangsstoffe wie in den Slurry-Ans\u00e4tzen verwendet. Die Trockenvariante des Fraunhofer IWS kommt dabei ohne L\u00f6sungsmittel aus, setzt daf\u00fcr aber auf einen speziellen Binder. Zusammen bilden die Materialien ein Pulver, das in einen Kalanderspalt, also einen Spalt zwischen zwei entgegengesetzt rotierende Walzen, gegeben wird. Entscheidend ist, dass sich eine der Walzen dabei schneller dreht als die andere. So entsteht eine Scherkraft, die daf\u00fcr sorgt, dass der Binder fadenf\u00f6rmige Netzwerke, sogenannte Fibrillen, ausbildet. \u00bbMan kann sich das in etwa wie ein Spinnennetz vorstellen, das die Partikel mechanisch verankert\u00ab, beschreibt Schumm. Auf der schneller rotierenden Walze bildet sich durch Druck und Bewegung ein feiner Film. Dieser wird anschlie\u00dfend in einem zweiten Kalanderspalt auf eine Stromableiterfolie \u00fcbertragen. Hierbei k\u00f6nnen ohne gro\u00dfen Mehraufwand auch beide Seiten gleichzeitig beschichtet werden. Im letzten Schritt wird die entstandene Rolle dann je nach Bedarf zugeschnitten und die einzelnen Teile entsprechend gestapelt, um so die fertige Batteriezelle zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\n

Erfolg durch geb\u00fcndelte Kompetenzen in Chemie und Produktionstechnik<\/h2>\n\n\n\n

Mit DRYtraec ergeben sich somit im Vergleich zu bisherigen Batterieelektrodenbeschichtungsverfahren klare \u00f6kologische und \u00f6konomische Vorteile. Der Wegfall von toxischen L\u00f6sungsmitteln und langen, energiefordernden Trocknungsanlagen kommt der Umwelt zugute. Indem das neue Verfahren die Produktion beschleunigt und die Anlage nur ein Drittel der Fl\u00e4che einer herk\u00f6mmlichen L\u00f6sung einnimmt, entstehen zudem auf vielf\u00e4ltige Weise Einsparungseffekte.<\/p>\n\n\n\n

Den Erfolg des DRYtraec-Verfahrens sieht Schumm vor allem in der breit gef\u00e4cherten Expertise des Forschungsteams am Fraunhofer IWS begr\u00fcndet. So gebe es Kollegen mit Expertise im Fachbereich Chemie, die an der optimalen Pulvermischung gearbeitet haben, genauso aber auch Experten aus der Produktionstechnik, denen es gelungen sei, die Anlagen so zu entwickeln, dass der Trockenfilm nie selbsttragend ist und somit stabil bleibt.<\/p>\n\n\n\n

Breite Anwendungsm\u00f6glichkeiten<\/h2>\n\n\n\n

Im Rahmen des F\u00f6rderprojekts ‘DryProTex’ wurden bereits erste DRYtraec-Prototypenanlagen in Betrieb genommen. Hierbei zeigte sich, dass eine kontinuierliche Elektrodenherstellung m\u00f6glich ist \u2013 und das auch unabh\u00e4ngig vom jeweiligen Batterietyp: “Das Einsatzspektrum der Technologie ist nicht auf eine bestimmte Zellchemie beschr\u00e4nkt\u00ab, betont Schumm. “Die Anwendung bei Lithium-Ionen-Zellen ist genauso m\u00f6glich wie bei Lithium-Schwefel- oder Natrium-Ionen-Zellen. Auch Feststoffbatterien haben wir mit im Blick. Diese werden in Zukunft eine immer gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen, aber die Materialien vertragen keine nass-chemische Verarbeitung. Hier liefern wir mit DRYtraec einen vielversprechenden Ansatz.”<\/p>\n\n\n\n

Das Interesse der Industrie ist gro\u00df. Derzeit laufen Gespr\u00e4che mit mehreren Automobil- und Zellherstellern, um die Realisierung von diversen Pilotanlagen zu planen. \u00dcber die Elektrodenherstellung mit DRYtraec hinaus betrachten die Fraunhofer-Forschenden anhand vieler weiterer Projekte die gesamte Prozesskette der Batteriezellenentwicklung ganzheitlich, um so die Zukunft der Batterie ma\u00dfgeblich mitzugestalten.<\/p>\n","protected":false},"author":1658,"featured_media":306222,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[25213],"tags":[130351,130354,96892,130357],"location":[],"internal_archives":[],"class_list":["post-306223","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-dryprotex-de","tag-drytraec-de","tag-fraunhofer-iws-de","tag-prognos-ag-de"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/iws-environmentally-friendly-manufacture-of-battery-electrodes-pic-1-1.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/arjan-paans\/","display_name":"Arjan Paans"},"relative_dates":{"created":"Posted 5 years ago","modified":"Updated 5 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on September 1, 2021","modified":"Updated on September 1, 2021"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on September 1, 2021 6:02 pm","modified":"Updated on September 1, 2021 6:02 pm"},"featured_img_caption":"@Fraunhofer IWS Dresden","tax_additional":{"category":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"],"slug":"category","name":"Categories"},"post_tag":{"linked":["dryprotex<\/a>","drytraec<\/a>","Fraunhofer IWS<\/a>","prognos ag<\/a>"],"unlinked":["dryprotex<\/span>","drytraec<\/span>","Fraunhofer IWS<\/span>","prognos ag<\/span>"],"slug":"post_tag","name":"Tags"},"language":{"linked":["DE<\/a>"],"unlinked":["DE<\/span>"],"slug":"language","name":"Tags"},"post_translations":{"linked":["pll_612fa3fa57f67<\/a>"],"unlinked":["pll_612fa3fa57f67<\/span>"],"slug":"post_translations","name":""},"location":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"location","name":"Locations"},"internal_archives":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"internal_archives","name":"Internal Archives"}},"series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected\/306223","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/selected"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1658"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/306222"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=306223"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=306223"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=306223"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=306223"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=306223"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}