Hochskalierung der Walzstrukturierung in der Elektrodenproduktion für Lithium-Ionen-Batterien

Der Fokus des Teilvorhabens der Fraunhofer FFB im Verbundprojekt liegt auf der Skalierung und Validierung einer fortschrittlichen Anlage zur Strukturkalandrierung von Elektroden. Hierzu unterstützt die Fraunhofer FFB das Konsortium u.a. in der Definition von Zielzelleneigenschaften, der Herstellung von Testmaterial, der Auslegung und Entwicklung der Anlage sowie der Inbetriebnahme und dem Testbetrieb. Die Hauptverantwortung der Fraunhofer FFB liegt in der systematischen Skalierung des Fertigungsprozesses bei einer Geschwindigkeit von bis zu 25 m/min sowie der Bestimmung der resultierenden Elektrodenqualität. Im Rahmen der Prozessskalierung werden zudem neue Prozess- und Analysetechnologien erprobt, die eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung des Kalanderprozesses erlauben. Zur finalen Validierung des Prozesses verarbeitet das Forschungsteam der Fraunhofer FFB die strukturierten Elektroden mithilfe des restlichen Batteriezellfertigungsprozesses zu Pouchzellen, charakterisiert die elektrochemischen Eigenschaften und vergleicht diese mit herkömmlich gefertigten Zellen.

Der Arbeitsplan des Teilprojektes ist in sieben Arbeitspakete unterteilt:

1. Projektmanagement und Kooperation mit der Begleitforschung

2. Erarbeitung der Zielzelleigenschaften für die zu strukturierenden Elektroden sowie der Referenzelektroden gemeinsam mit dem Konsortium.

3. Erstellung des Lasten- und Pflichtenhefts für den zu entwickelnden Kalander als Grundlage für die anschließende Auslegung und Entwicklung der Anlage.

4. Auslegung und Entwicklung der Kalandrierungsanlage.

5. Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage beim Projektpartner Saueressig im Werk.

6. Einbringung und Montage der Anlage in den Räumlichkeiten der Fraunhofer FFB sowie Durchführung des ersten Testbetriebs.

7. Skalierung und Validierung der in den vorherigen Schritten ausgelegten und gebauten Gesamtanlage zur Strukturkalandrierung von Elektroden.

Quelle: https://www.ffb.fraunhofer.de/de/ueber-uns/Beispielprojekte/oeffentlich-gefoerderte-forschungsprojekte/HoWaLIB_Walzstrukturierung.html (jüngster Zugriff: 07.04.2025)