17 feb. 1999
2 minuten
Het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) is een project gestart om het drogen van hoogwaardige elektroden voor lithium-ionbatterijen te versnellen, de energie-efficiëntie van dit proces te verhogen en de productiekosten te verlagen.
De kwaliteit van batterijcellen op basis van lithiumionen hangt in belangrijke mate af van de elektrodelagen. Zowel de anode als het kathodemateriaal worden in een zeer dunne laag van een pasta op water- of oplosmiddelbasis op een geleidende folie van respectievelijk koper en aluminium aangebracht. De productie van elektroden kost veel tijd en verhoogt de investerings- en productiekosten.
Onderzoekers van de Thin Film Technology (TFT)-groep van KIT hebben nu een innovatief coatingproces ontwikkeld, waarmee elektroden voor lithium-ionbatterijen sneller dan ooit kunnen worden geproduceerd. De volgende processtappen, drogen met structurele ontwikkeling en een laatste droogstap, vertegenwoordigen momenteel de bottleneck van het proces dat verhindert dat de productiesnelheid van de elektrode wordt verhoogd. En hier kunnen de productiekosten van de batterijcellen volgens de onderzoekers aanzienlijk worden verlaagd.
Ze willen de droogsnelheid met minstens 50% verhogen, met behoud of zelfs verdere verbetering van de kwaliteit en langdurige stabiliteit van de elektroden. "Het is belangrijk om de afzonderlijke processtappen samen te analyseren en om na te denken over interacties", zegt onderzoeksleider Wilhelm Schabel.
Het onderzoek richt zich niet alleen op innovatieve droogtechnologieën die een hoge energie-efficiëntie combineren met een hoge kwaliteit, maar ook op een optimale vochthuishouding van de materialen die gebruikt worden in de procesketen, van drogen tot celassemblage. TFT bestudeert conventionele droogprocessen, het gebruik van krachtige radiatoren en droogmanagement in het algemeen. "Hogere coatingsnelheden zijn bijzonder aantrekkelijk wanneer de droogtijd kan worden verkort en de dure drooglijn niet verlengd hoeft te worden", zegt Philip Scharfer van TFT.
Men bestudeert het drogen direct in de celstapel voorafgaand aan het vullen van de elektrolyt, evenals het aanpassen van het vereiste celvocht zonder voorafgaande droging in de celstapel direct voor het vullen van de elektrolyt. In ieder geval evalueren de onderzoekers hoe de droogintensiteit en -duur de celeigenschappen beïnvloeden. Vervolgens wordt met modellen gekeken wat er met het vocht gebeurt bij productie op industriële schaal.
Anderen lazen ook
