Reichweite, Schnellladung, Lebensdauer und die Herstellungskosten der heutigen Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen entsprechen derzeit nur teilweise den Anforderungen der Nutzer und stellen daher große Hindernisse für die Elektromobilität dar. Daher müssen diese Anwendungseigenschaften deutlich verbessert und weitere Kostensenkungen erreicht werden. Möglichkeiten bestehen in den oben genannten Eigenschafts-verbesserungen im Hinblick auf die Verwendung neuer sogenannter Hochkapazitätsmaterialien für den Anodenkontakt und deren Kombination mit Hochenergiematerialien im Kathodenkontakt einer Batteriezelle. Unter Kostengesichtspunkten sind neue Herstellungsverfahren, die auf energieintensive und damit teure Schritte verzichten oder den Herstellungsprozess deutlich verkürzen, ein großes Reduktionspotential.
Ziel des Projektes ist es, auf der Basis fortschrittlicher aktiver und passiver Materialien die Herstellung eines sogenannten partikulären Aktivmaterials Binder-Ruß-Verbundmaterials für die hocheffiziente Elektrodenverarbeitung zu erforschen. Es sollen wirtschaftlich nachhaltige Material- und Prozesskonzepte untersucht und perspektivisch etabliert werden, die einen kurzfristigen Markteintritt ermöglichen können. Im Einzelnen soll eine material- und komponentenseitig abgestimmte Hochenergie-Batteriezelle entwickelt werden. Durch verbesserte Formulierungen und Prozesstechnologien soll die Lebensdauer weiter erhöht werden. Es soll auch ein Verfahren zur Verarbeitung von Hochenergie-Materialien zu Verbundpartikeln entwickelt werden.
Die Konfektionierung der Elektroden mittes ultrakurz gepulster Laserstrahlung soll hier untersucht werden. Speziell geht es um die Entwicklung des Laserschneidprozesses, zur Reduzierung des thermisch beeinflussten Bereiches entlang der Schneidkante von Elektroden. Die Wärmeeinflusszone sollte so gering wie möglich sein, da dieser Bereich die Kapazität einzelner Elektroden und damit von gesamten Zellen negative beeinflussen kann. Ultrakurz gepulste Laserstrahlung ermöglichst einen quasi kalten Abtrag. Somit kann eine laserbasierte Konfektionierung ohne negativen thermischen Einfluss realisiert werden.
PTJ – Projektträger Jülich | Forschungszentrum Jülich GmbH
Projektpartner
Abschlussbericht
