Schmitt

Beschreibung

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.

Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll ein neu entwickeltes Schlitzdüsenverfahren zur intermittierenden Beschichtung (Abbildung 2) in Betrieb genommen und optimiert werden. Die Start/Stop-Kanten sollen mit Hilfe eines 2D-Lasersystems aufgezeichnet und der Einfluss der Prozess- und Fluidparameter analysiert werden. Nach der Inbetriebnahme und der Parameterstudie sollen die Ergebnisse mit Literaturdaten/modellen verglichen und diese gegebenen Falls erweitert werden. Genutzt wird für die Versuche als Basis ein bestehender Versuchsaufbau im TFT-Beschichtungs- und Drucklabor.

Abbildung 2: Intermittierend applizierte LIB-Beschichtungen.