InProMaL - Integrierte und beschleunigte Prozessoptimierung zur Herstellung prälithiierter Elektroden für Energiespeicher mit Methoden des Maschinellen Lernens

Abstract

Das Verbundvorhaben InProMaL adressierte die relevante Prozesskette zur Herstellung und Bewertung prälithiierter, siliciumreicher Elektroden. Die Projektpartner WACKER, HIMS, CustomCells und BatterieIngenieure brachten hierfür komplementäre Kompetenzen in den Bereichen Aktivmaterialentwicklung, elektrochemische Prälithiierung, Elektroden- und Zellfertigung sowie Batterietestung ein. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und Optimierung eines integrierten, industriell übertragbaren Prozesses zur Herstellung prälithiierter Elektroden für leistungsfähige Lithium-Ionen-Batterien. Der Schwerpunkt des WACKER-Teilvorhabens lag auf der Bereitstellung und Bewertung geeigneter mikrometerskaliger Silicium-Aktivmaterialien für die elektrochemische Prälithiierung. Dazu wurden Si-Chargen mit unterschiedlichen Partikelgrößenverteilungen, Reinheiten und Oberflächeneigenschaften hergestellt, zu Elektroden verarbeitet und in prälithiierten Vollzellen getestet. Ein zentrales Ziel war es, Silicium für 40m Elektrodenmaterial mit einem Si-Anteil von mehr als 50 Gew.-% bereitzustellen und durch die Prälithiierung eine Erhöhung der spezifischen Vollzellkapazität um 10% zu erreichen. Die hierfür vorgesehenen WACKER-spezifischen Meilensteine wurden im Projektverlauf erreicht. Insbesondere konnten geeignete Si-Partikel identifiziert, in größerem Maßstab hergestellt und den Projektpartnern für die Weiterentwicklung der Elektroden- und Zellprozesse zur Verfügung gestellt werden.