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MultiDis – Multiskalenansatz zur Beschreibung des Rußaufschlusses im Dispergierprozess für eine prozess- und leistungsoptimierte Prozessführung

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner : Julian Mayer

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

MultiDis ist ein Vorhaben innerhalb des BMBF-geförderten ProZell-Kompetenzclusters. Kernthema der Untersuchungen ist der Dispergierprozess von Lithium-Ionen-Batteriesuspensionen. Durch eine gekoppelte CFD-DEM-Simulation und deren experimentelle Validierung über Suspensions- sowie Elektrodeneigenschaften (u.a. Mikrostrukturanalysen und –rekonstruktion) wird der Dispergierprozess im Planetenmischer hinsichtlich der Rußstruktur, der Dispergierzeit und des Energiebedarfs optimiert. Entsprechend der Ziele des Gesamtclusters fällt dabei das Hauptaugenmerk auf die sich ergebende Zellqualität und –performance sowie deren Kosten.

Abb.: Planetenmischer bei der Batteriesuspensionsherstellung

Ziele und Aufgaben des iPAT

  • Herstellung der Suspensionen im Planetenmischer und deren Charakterisierung
  • Implementierung dispergierprozessbegleitender Analytik
  • Entwicklung eines Probenpräparationsverfahrens für die direkte Strukturanalyse
  • Fertigung von Elektroden mittels kontinuierlicher Beschichtungsanlage und deren makroskopische Charakterisierung hinsichtlich der Rußstruktur
  • Elektrochemische Untersuchung der Elektroden mittels Testzellbau
  • Simulation des Dispergierprozesses auf der Makroskala in Abhängigkeit von Fluideigenschaften und Prozessparametern
  • Numerisch gestützte Optimierung des Dispergierprozesses im Technikums- und Pilotmaßstab
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    Feste Projektpartner

    Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM) und Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM-WET)


    AG – Mitarbeiter

    Aktuelle Projekte

    BaSS – BatterieSicherheitsStandardisierung mehr

    3D-SSB – 3D-Strukturierung von Solid-State Kathoden zur Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte mehr

    DaLion – Datamining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen mehr

    eKoZell – Umwelt- und Kostenbewertung, Modell- und Kommunikationsmanagement für das Kompetenzcluster Batteriezellproduktion – Begleitprojekt zum ProZell Cluster (eKoZell) mehrmehr

    EVOLi²S – Evaluierung der technisch wirtschaftlichen Vorteile des Open-Cell-Moduls bei Lithium-Ionen und Lithium-Schwefel Batterien im Hinblick auf stationäre und mobile Anwendungen mehr

    FesKaBat – Feststoff-Kathoden für zukünftige Hochenergie-Batterien mehr

    FestBatt – Kompetenzcluster Festelektrolyte und Feststoffbatterien mehr

    HighEnergy – Fertigung und Simulation hochkapazitiver, strukturierter Elektroden´ mehr

    LoCoTroP – Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse mehr

    LiPlanet – Lithiumionen-Batteriezellen Pilotlinien Netzwerk mehr

    LithoRec II more

    Optimale Elektrodenstruktur und -dichte durch integrierte Auslegung von Misch- und Kalandrierprozessen (MiKal) mehr

    MultiDis – Multiskalenansatz zur Beschreibung des Rußaufschlusses im Dispergierprozess für eine prozess- und leistungsoptimierte Prozessführung mehr

    ÖkoTroP – Ökologisch schonende Trockenbeschichtung von Batterie-Elektroden mit optimierter Elektrodenstruktur mehr

    PräLi – Prälithiierung von Elektroden mehr

    ProfiStruk – Prozess- und Anlagenentwicklung zur prozessintegrierten In-line Strukturierung von Li-Elektroden mehr

    ProKal – Prozessmodellierung der Kalandrierung energiereicher Elektroden mehr

    Roll-It – Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung mehr

    Silicon Graphite goes Industry mehr

    KonSuhl – Kontinuierliche Suspensionsherstellung mehr

    LithoRec II
    Leuchtturmprojekt im Forschungsfeld der Elektromobilität

    S-ProTrak – Forschung für effiziente Produktionstechnik mehr

    Sim4Pro – Digitalisierungsplattform – Simulation für die Batteriezellproduktion mehr

    ZiLsicher – Zink-Luft-Akkumulator als sicherer elektrochemischer Speicher für emissionsarme und explosionsgeschützte Industriebereiche mehr

    Abgeschlossene Projekte
    Akuzil – Entwicklung von Materialien und Komponenten für Zink-Luft Sekundärelemente unter Berücksichtigung von Systemrestriktionen und Systemoptionen mehr

    BenchBatt – Prozesstechnische Energie-Optimierung und Validierung von Lithium-Ionen- und Lithium-Schwefel-Batterieelektroden mehr

    GEENI – Graduiertenkolleg Energiespeicher und Elektromobilität Niedersachsen mehr

    iFaab – Untersuchung von Fertigungskonzepten zur automatisierten Herstellung von Batteriezellen mehr

    Insider – Auf Anionen-Interkalation basierende Dual Ionen Energiespeicher mehr

    LithoRec – Recycling von Lithium-Ionen-Batterien mehr

    LithoRec II – Leuchtturmprojekt im Forschungsfeld des Lithium-Ionen Recyclings more

    LiVe – Lithium-Verbundstrukturen mehr

    Hochschuloffensive eMobilität für die Fort- und Weiterbildung – Mobilität elektrisch erleben, erfahren, erlernen! (MOBIL4e) mehr

    ProLiEMo – Produktionsforschung für Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien für ElektroMobilität  mehr

    EFRE/BLB mehr

    SafeBatt – Aktive und passive Maßnahmen für eigensichere Lithium-Ionen-Batterien mehr

    Verfahrenstechnische Entwicklung von Elektroden und deren Herstellungsprozess für innovative Hochleistungsbatterien mehr