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

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner: Gerrit Schälicke

Zusammenfassung des Gesamtpojektes:

Ziel des Projektes ÖkoTroP ist die (Weiter-) Entwicklung von Technologien zur Herstellung homogener trockenbeschichteter Elektroden mit optimierter Elektrodenstruktur. Im Rahmen des Projektes sollen die elektrostatische Trockenbeschichtung sowie der Bürstenauftrag des ersten ProZell-Clusters fortgeführt und optimiert werden. Zusätzlich sollen für den Siebauftrag und die Direktkalandrierung die prinzipielle Machbarkeit gezeigt und die Leistungsfähigkeit, auch im Vergleich mit den erstgenannten Verfahren, konkretisiert werden. Die Optimierung umfasst Kriterien wie Beschichtungsqualität, -kosten und Ressourcenverbrauch. Alle Technologien haben das Potential, die Kosten und Emissionen der Elektrodenherstellung gegenüber den heute üblichen nassen Beschichtungsverfahren deutlich zu senken. Weitere Ziele sind die Umsetzung aller Technologien für die Rolle-zu-Rolle-Beschichtung sowohl von Graphit als auch NCM 622. Neben der Erarbeitung der Zusammenhänge zwischen Verfahren, Prozessparametern und Elektrodenleistung werden auch die für den Ressourcenverbrauch der Technologien bestimmenden Größen untersucht und verglichen. Im Rahmen von ÖkoTroP sollen außerdem wichtige Qualitätsparameter der vier Trockenbeschichtungsverfahren (vor allem die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke und Massenbeladung, die Ausbildung der Ränder, die mechanische Stabilität und die Randausbildung) identifiziert und gesteigert werden. Zudem soll eine Beurteilung der Kosten und ökologischen Bewertung in Zusammenarbeit mit dem Begleitprojekt EcoZell erfolgen.

Ziele und Aufgaben des iPAT:

  • Untersuchung und Bereitstellung trocken vorstrukturierter Elektrodenmaterial-Komposite (Anode / Kathode)
  • Etablierung lösungsmittelfreier Prozessrouten mittels Planarsieb-Auftrag und Direktkalandrierung
  • Jeweilige Umsetzung eines Rolle-zu-Rolle-Prozesses
  • Technische-, ökologische- und ökonomische Bewertung der untersuchten Prozesse gegenüber der lösungsmittelbasierten Verfahrweise
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    Projektpartner:
    Hochschule Landshut, Technologiezentrum Energie (TZE)
    Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
    Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie, Batteriesysteme für Spezialanwendungen (ISIT)


    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