12 jun. 2019
2 minuten
Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Materiaal- en Beamtechnologie IWS in Dresden hebben een manier gevonden om de elektrodes van batterijen te coaten met een droge film, in plaats van met vloeibare chemicaliën. Het proces is niet alleen veel minder toxisch, het scheelt ook bergen energie.
Nu kopen autofabrikanten hun accucellen in Azië. De technologiebedrijven daar hebben namelijk al tientallen jaren ervaring in de massaproductie ervan. Bovendien wordt bij de productie veel energie gebruikt – en die is daar goedkoop.
Doordat het nieuwe proces veel minder energie vraagt, wordt het betaalbaar om de technologie naar Europa te halen. Bovendien is het minder toxisch en kunnen met de droge film ook materialen worden gecoat die nat niet te coaten zijn. Project manager Benjamin Schumm: "Dit maakt het mogelijk om elektrodes te gaan maken van materialen die nu moeilijk of zelfs onmogelijk te verwerken zijn. En voor toekomstige batterijen met een hogere energiedichtheid zijn juist deze materialen nodig."
De nieuwe coating is samengesteld uit het actieve materiaal en bindende polymeren. Dit droge mengsel wordt in en walserij verwerkt tot een elektrodefilm van ongeveer 100 micrometer dik. "De krachten in dit systeem trekken complete molecuulketens uit de polymeren", aldus Schumm. "Deze fibrillen gaan met de ionen samen als in soort spinnenweb, waardoor het elektrodemateriaal zijn stabiliteit verkrijgt. Het resultaat is een flexibele laag droog elektrodemateriaal. Deze film wordt vervolgens op een aluminiumfolie aangebracht om de accu-elektrode te vormen.
"Op deze manier kunnen we ook materialen ontwikkelen voor nieuwe accugeneraties waarin klassieke processen niet werken. Het gaat hierbij bijvoorbeeld om apparaten voor energieopslag die zowel zwavel als actief materiaal gebruiken, of om zogenaamde vaste-stofaccu’s die ion-geleidende vaste stoffen gebruiken in plaats van ontvlambare vloeibare elektrolyten. Deze accu’s kunnen meer energie opslaan in hetzelfde volume als de huidige lithium-ion-accu’s. Echter, deze vaste elektrolyten kunnen hun functionaliteit verliezen bij contact met oplosmiddelen. Een oplosmiddelvrij coatingproces is daarom veel geschikter voor de productie van deze opslagmaterialen."
Industriële partners
De engineers werken nu samen met de industriële partners Saueressig, Indev, Netzsch Trockenmahltechnik en BroadBit Batteries om een doorbraak te krijgen en de technologie naar de markt te kunnen brengen.
Anderen lazen ook
