Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSNachhaltiges Elektrodendesign und Rezepturentwicklung
Das Fraunhofer IKTS entwickelt maßgeschneiderte Elektrodenrezepturen, Fertigungsverfahren und Architekturen, um die elektrochemische Leistung von Batterien zu steigern. Unsere Forschung befasst sich mit zentralen Herausforderungen in den Bereichen Energie- und Leistungsdichte, Zyklenstabilität und Herstellungskompatibilität. Um die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien zu steigern, konzentrieren wir uns auf strukturierte Elektrodendesigns, die den Ionentransport verbessern, die Polarisierung reduzieren und eine gleichmäßige Ausnutzung des aktiven Materials sicherstellen.
Im Einklang mit unserem Engagement für Nachhaltigkeit entwickeln wir fluorfreie Bindemittelsysteme auf Wasserbasis für Kathoden, die die Umweltbelastung verringern und gleichzeitig die mechanische und elektrochemische Stabilität erhalten. Indem wir Innovationen vorantreiben, die Zusammenarbeit fördern und die Nachhaltigkeit in den Vordergrund stellen, entwickeln wir Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge, erneuerbare Energiesysteme und andere Anwendungen.
Darüber hinaus werden am Fraunhofer IKTS weitere Batteriechemien wie Aluminium-Ionen-Batterien (AIB) entwickelt, um nachhaltige Energiespeichersysteme mit unkritischen und ungiftigen Metallen zu schaffen.
Das Fraunhofer IKTS erforscht auch die Entwicklung hochporöser Elektroden für Anwendungen in der Wasseraufbereitung, mit besonderem Schwerpunkt auf der Metallgewinnung.
Leistungsangebot
- Reproduzierbare Schlicker- und Pastenherstellung im Pilotmaßstab bis zu 10 kg
- Vermeidung von Gaseinschlüssen, Querkontaminationen und Agglomeraten
- Substitution organischer durch wässrige Lösungsmittel, um die Umweltverträglichkeit des Herstellprozesses zu verbessern
- Optimale Elektrodenhaftung und Binderverteilung nach der Trocknung
- Hohe Beschichtungsgeschwindigkeiten durch Rolle-zu-Rolle-Prozesse (R2R)
- Gleichmäßige Oberflächenqualität (ohne Lunker, Agglomerate, Falten)
- Minimierung der Schichtdickenschwankungen für großformatige Zellen
- Gleichmäßige, kontinuierliche Verdichtung im Kalander
- Einführung von fluorfreien Bindemittelsystemen auf Wasserbasis zur Verringerung der Umweltbelastung bei gleichzeitiger Wahrung von Stabilität und Leistung