IDEEL - Implementation of laser drying processes for economical & ecological lithium ion battery production

Abstract

Das vorliegende Forschungsvorhaben IDEEL hatte zum Ziel, die Lasertrocknung im Forschungslinien-Maßstab zu entwickeln und in den Pilotlinen-Maßstab zu skalieren. Hierzu waren ineinandergreifende Untersuchungen auf Material- sowie Prozessebene notwendig. Insbesondere bei der Skalierung dieser neuartigen Prozesstechnologie ist das Materialverhalten bei instantanem und hocheffizienten Energieeintrag eingehend zu untersuchen und die Materialkomposition anzupassen. Damit sollte eine signifikante Reduktion im Flächen- und Energiebedarf des Trocknungsschritts bei gleichbleibender Qualität in der Elektrodenfertigung realisiert werden, wodurch Invest- und Betriebskosten maßgeblich eingespart werden können. Neben den grundlegenden Materialentwicklungen wurden außerdem prozessnotwendige Verfahrenstechnologien wie die Thermographie-basierte Regelung und die Beschichtungstechnik entwickelt und optimiert.

Der Fokus des MEETs lag darauf, die Material- und Rezepturentwicklung für laserbasierte Trocknungsverfahren voranzutreiben, sowie durch die eingehende Charakterisierung der hergestellten Elektroden eine hohe Qualität der Materialien, Komponenten und Prozesse sicherzustellen. Hierzu sollte ein fokussiertes Set an Analysemethoden identifiziert werden um eine effektive und aussagekräftige Bewertung der Elektrodenqualität zu ermöglichen. Darauf aufbauend war außerdem ein Ziel, die Bindersysteme sowie generelle Zusammensetzung der Elektrodenpasten für die laserbasierte Trocknung zu optimieren. Dabei konnte auf die langjährige Erfahrung im Bereich der Material- und Pastenkonzeptionierung des MEETs zurückgegriffen werden.