Lithium-Ionen-Batterien (LIB) haben sich innerhalb des letzten Jahrzehnts als präferiertes Energiespeichersystem sowohl im alltäglichen Gebrauch, als auch in der industriellen Anwendung aufgrund ihrer hohen Energiedichte und Langzeitstabilität etabliert. Aufgrund des weiterhin steigenden Demands an LIBs durch z.B. die zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstrangs im Automobilsektor muss jeder Prozessschritt stetig hinsichtlich Qualität und Effizienz verbessert werden.
Hierbei stellt die Initialtrocknung der Elektroden einen Prozessschritt mit enormen Verbesserungspotenzial dar. Aktuell werden Elektroden als lösungsmittelbasierte Paste auf einer dünnen metallischen Folie abgeschieden und anschließend in langen kontinuierlichen Prallstrahltrocknern getrocknet. Diese Form der Trocknung ist allerdings hinsichtlich ihrer maximalen Trocknungsgeschwindigkeit begrenzt, da eine Steigerung der Trocknungsrate über den aktuellen Stand der Technik hinaus zu einer nachweislichen Verschlechterung der Elektrodeneigenschaften führt. Die Untersuchung alternativer Trocknungstechnologien steht daher stark um aktuellen Fokus der Forschung.
Eine vielversprechende Alternative zur Konvektionstrocknung stellt die Lasertrocknung dar. Mittels fokussierter monochromatischer Strahlung ist es möglich, Energie gezielt in die feuchte Beschichtung einzubringen und so schnell und effizient zu trocknen. Aufgrund der starken Absorption des Schichtmaterials lassen sich außerdem potenziell höhere Wirkungsgrade im Vergleich zur Konvektionstrocknung erreichen.
Im Rahmen dieser studentischen Arbeit sollen Batterieelektroden mithilfe eine Laserquelle (VCSEL-Modul) getrocknet werden. Dabei soll der Einfluss verschiedener Parameter auf den Trocknungsprozess und auf die resultierenden Elektrodeneigenschaften untersucht werden.
Der Umfang der Arbeit ist skalierbar und lässt daher sowohl Bachelor- Studien- als auch Masterarbeit zu. Eine detaillierte Aufgabenstellung kann beim betreuenden wissenschaftlichen Mitarbeiter erfragt werden.
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