Lithium-Ionen-Batterien werden auf Grund ihres vielversprechenden Potentials zunehmend für Elektromobili-tätsanwendungen 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 (Abbildung 1) 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.

Gerade im Randbereich des nassen Films kann es bei der Beschichtung jedoch zu Effekten wie Randüberhöhungen oder unscharfen Kanten kommen. Im Rahmen einer Bachelorarbeit sollen die Randprofile mittels eines 2D-Lasersystems (Abbildung 2) in Abhängigkeit der Prozessparameter aufgenommen werden. In einer Vorgängerarbeit wurden bereits die Effekte der dynamischen Parameter auf das Beschichtungsbild untersucht. Nun sollen gezielt die bestimmenden Geometrien der Schlitzdüse sowie die Pasteneigenschaften variiert und deren Einfluss analysiert werden. Die Ergebnisse sind abschließend mit Literaturdaten und -Modellen zu vergleichen. Genutzt wird für die Versuche ein bestehender Versuchsaufbau im TFT-Beschichtungs- und Drucklabor.

Abbildung 2: Zweidimensionaler Lasersensor zur Bestimmung von Oberflächenprofilen von LIB-Beschichtungen.