Innovative 3D-Drucktechnologien für Batterieelektroden

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© Fraunhofer IKTS

Druckverfahren sind eine beliebte Technik, die aus verschiedenen Gründen bei Batterien zum Einsatz kommen. Einer der Hauptvorteile ist die Möglichkeit, spezielle Elektrodenstrukturen zu schaffen. Außerdem ist der Siebdruck eine kostengünstige Methode für die Massenproduktion von Batterien, weshalb er für die Hersteller eine effiziente Wahl darstellt. Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität, die es in Bezug auf die Form und Größe der Batterien bietet.

Unser Ansatz integriert Sieb-, Aerosol- und Tintenstrahldrucktechnologien, um den Ionentransport zu verbessern und die thermischen Bedingungen in gedruckten Lithium-Ionen-Batterien zu regulieren. Dadurch können die Batterien schnellere Ladezeiten und verbesserte Sicherheitsstandards erreichen.

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Entwickelte Strategie für den 3D-Batteriedruck im Rahmen des EU-Projekts Astrabat.

Technische Kenndaten

 

  • Geschichtete 3D-Architektur: Nutzung additiver Fertigungstechniken zur Erstellung komplexer dreidimensionaler Elektrodenstrukturen.
  • Anpassbares Design: Maßgeschneiderte Elektrodendesigns zur Anpassung an spezifische Batteriekonfigurationen und Leistungsanforderungen.
  • Hochpräzises Drucken: Fortschrittliche Drucktechnologien sorgen für eine präzise Ablagerung der Elektrodenmaterialien.
  • Steuerung der Porosität: Feinabstimmung der Porosität innerhalb der Elektrodenschichten zur Optimierung der Elektrolytpenetration und Ionendiffusion.
  • Integration mehrerer Materialien: Integration mehrerer Elektrodenmaterialien in komplexe 3D-Architekturen, die Synergieeffekte und eine verbesserte Gesamtleistung der Batterie ermöglichen.
  • Strukturelle Integrität: Robuste Fertigungstechniken und Materialauswahl zur Gewährleistung der strukturellen Integrität und langfristigen Stabilität unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
  • Skalierbarkeit und Kosteneffizienz: Skalierbare Herstellungsprozesse sind für die kostengünstige Produktion von 3D-Batterien ausgelegt.

 

Leistungsangebot

 

  • Maßgeschneiderte Designlösungen für Drucksiebe für Batterieelektroden zur Maximierung von Effizienz und Leistung
  • Feinabstimmung der Druckparameter zur Erzielung optimaler Ergebnisse bei der Herstellung von Batterien
  • Strenge Qualitätssicherungsverfahren gewährleisten die Zuverlässigkeit und Konsistenz der gedruckten Batteriekomponenten:
    • Präzise Kontrolle der Druckdicke, um die exakten Spezifikationen zu erfüllen, die für eine optimale Batterieleistung erforderlich sind
    • Genaue Messung der Oberflächenrauhigkeit auf gedruckten Oberflächen und Substraten zur Einhaltung von Qualitätsstandards
    • Umfassende Analyse der gedruckten Schnittstellen zur Bewertung der mikrostrukturellen Merkmale für eine verbesserte Leistung