ProLiT - Prozess- und Materialentwicklung von Lithium-Ionen-Batteriekathoden für die großtechnische Trockenbeschichtung

Abstract

Das Forschungsvorhaben ProLiT hatte die Entwicklung zur großtechnischen Trockenbeschichtung von Lithium-Ionen-Batteriekathoden zum Ziel. Hierzu waren Entwicklungen sowohl auf Material- als auch auf Prozessebene notwendig. Im Projekt konnte ausgehend von einer beschriebenen Machbarkeit der Trockenbeschichtung ein Misch- und Beschichtungsprozess für doppelseitig beschichtete Kathoden etabliert werden. Der technische Umfang der Schritte des Prozesses wurden in einem Industrialisierungskonzept im Whitepaper zusammengestellt. Mittels Trockenbeschichtung können Investitions- und Betriebskosten aufgrund des fehlenden Lösungsmitteleinsatzes und dessen Rückgewinnung maßgeblich eingespart werden. Der Fokus des MEET lag auf der lag auf der Material- und Rezepturentwicklung von trockenprozessierten Kathoden sowie einer hinreichenden Beschreibung von deren physikalischen Eigenschaften. Insbesondere die Zusammensetzung der Elektrodenkomponenten, sowie deren Homogenisierung ohne Lösungsmittel muss dem Prozessvoraussetzungen angepasst werden. Neben dem Verständnis des Trockenmischprozesses erfolgte auch eine Entwicklung der Charakterisierung und Bewertung der Qualität der einzelnen Produktionsschritte. Die Untersuchung von neuartige Aktivmaterialien stützte das Verständnis von Prozess-Materialeigenschafts-Zusammenhängen. Der Fokus der elektrochemischen Beurteilung der entwickelten Trockenbeschichtung von Kathoden im Vergleich zu Nassbeschichteten Kathoden bildete die Referenz der Entwicklungen. Hier konnte auf die langjährige Erfahrung im Bereich der elektrochemischen Charakterisierung von mehrlagigen Pouchzellen zurückgegriffen werden.