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Das KIT beschleunigt die Akku-Produktion

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues Beschichtungsverfahren für Elektroden von Litium-Ionen-Batterien entwickelt. Dadurch gelingt eine Herstellung in Rekordzeit – bislang noch im Labor, doch die Industrialisierung ist geplant.

18.08.2019
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Das KIT beschleunigt die Akku-Produktion (Bild: Ralf Diehm, KIT)

Üblicherweise wird Elektrodenmaterial als dünne Paste auf eine Folie aus Kupfer oder Aluminium aufgetragen, allerdings immer wieder unterbrochen von Abschnitten unbeschichteter Folie, die zur Ableitung der Elektronen dienen. Daher muss der Beschichtungsprozess ständig neu gestartet werden, was ihn langsam und aufwendig macht.

Ein Team um den Doktoranden Ralf Diehm am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat nun ein innovatives Verfahren entwickelt, das nicht nur deutlich schneller ist, sondern auch die Qualität der Elektroden verbessert. Dabei wird die Düse für das Elektrodenmaterial mit einer schwingenden Membran versehen, die das Auftragen der Beschichtungspaste zyklisch stoppt und wieder startet. „Da diese Membran im Vergleich zu mechanischen Ventilen viel leichter ist, sind sehr schnelle Reaktionszeiten und somit hohe Geschwindigkeiten möglich“, erklärt Ralf Diehm. Bislang sei die Geschwindigkeit bei der Elektrodenbeschichtung auf etwa 30 bis 40 Meter pro Minute beschränkt, die neue Technologie ermögliche bis zu 150 Meter. Die Produktion von Batteriezellen ließe sich so auf das bis zu Dreifache steigern. Zusätzlich verbessere sich die Produktqualität, der Ausschuss sinke.

Um den Einsatz der Technik in der industriellen Produktion zu realisieren, wollen Ralf Diehm und sein Team sie in einem Spin-Off weiterentwickeln. Neue Erkenntnisse zur Produktionstechnologie fließen zudem in das Exzellenzcluster Post Lithium Storage (POLiS) , in dem das KIT zusammen mit der Universität Ulm an der Batterie der Zukunft forscht.

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