Lithium-Ionen-Batterien werden auf Grund ihres vielversprechenden Potentials zunehmend für Elektromobilitätsanwendungen eingesetzt bzw. eine Verwendung ist geplant. Auf diesem Weg sind noch weitere Verbesserungen vor allem hinsichtlich Energie- und Leistungsdichte, Produktionskosten und Langzeitstabilität notwendig. Neben der Materialentwicklung und -synthese hat auch die Optimierung des Herstellungsprozesses das Potential die Effizienz der gesamten Zelle entscheidend zu verbessern. Die Ausgangspasten sind dabei ein mindestens ternäres System aus dem Aktivmaterial, einem Polymerbinder, eventuell weiteren Additiven und einem Lösungsmittel. Durch die Flüssigphasenprozessierung bietet sich ein Beschichten der Elektroden im vordosierten Schlitzgießverfahren an. Die Vorteile des Schlitzgießens liegen in einem weiten einsetzbaren Viskositätsbereich sowie seiner Anordnung als geschlossenem und kontinuierlichem Prozessschritt. Im Hinblick auf die anwendungsorientierte Forschung überzeugt außerdem seine einfache Aufskalierbarkeit in den Produktionsmaßstab.

Abbildung 1: Auftrag von Elektrodenpaste im Schlitzguß auf einer Versuchsanlage im TFT-Beschichtungs- und Drucklabor.

Zur Erfoschung der LIB-Elektrodenherstellung ist die unmittelbare Kontrolle und eine größtmögliche Reproduzierbarkeit aller Versuchsparameter zwingend erforderlich. Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll dafür die Strömungsituation innerhalb des Schlitzgießers simuliert und überprüft werden (Abbildung 2). In die Berechnungen müssen dafür Viskositätsmodelle der verwendeten Pasten, sowie die Geometrien der Gießwerkzeuge implementiert werden. Die Ergebnisse sollen im Anschluß mit Literaturwerten und Vorgängerarbeiten verglichen werden.
 

Abbildung 2: Simulation der Strömung am Eingang in den Schlitzgießer.