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27.06.2024 | Batterie | Nachricht | Nachrichten

Skalierbare Fertigung für Festkörperbatterien entwickelt

verfasst von: Thomas Siebel

1 Min. Lesedauer

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Festkörperbatterien mit Keramikelektrolyt werden bislang im Labormaßstab produziert. Das Fraunhofer IPA und zwei Partnerunternehmen haben nun ein skalierbares Sinterverfahren entwickelt, das die Herstellung beschleunigt.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und die Unternehmen Dr. Fritsch Sondermaschinen und Dr. Fritsch haben ein industrienahes Verfahren für die Produktion von Festkörper-Lithium-Ionenbatterien entwickelt. Entscheidend ist dabei die Herstellung der Keramik-Elektrolytschichten, die bislang nur im Labormaßstab produziert werden.

Für das nun vorgestellte Verfahren schichten die Projektpartner trockenes Pulver in einer Form aufeinander. Dabei bringen sie neben Kathoden-, Anoden- und Elektrolytschichten auch Zwischenschichten ein, um den Elektrolytanteil nicht zu abrupt ansteigen zu lassen. Das verringert die mechanischen Spannungen und verbessert die Übergangswiderstände in der Batterie. Die gefülllte Form wird dann in einer Sinterpresse unter hohem Druck und vergleichsweise niedrigen Temperaturen mit einem Stempel zusammengepresst.

Fertigung in Minuten statt Stunden

Statt Stunden, wie bei herkömmlichen Sinterverfahren, soll dies nur noch wenige Minuten dauern. Zudem lassen sich mehrere Kathode-Separator-Schichten in einem einzelnen Herstellungsschritt produzieren. Damit sinkt der Arbeitsaufwand und es eröffnet zugleich die Möglichkeit zur Skalierung hin zu größeren Durchsätzen. Allerdings weisen die Projektpartner auch darauf hin, dass der im Projekt eingesetzte Elektrolyt Lithium-Aluminium-Titan-Phosphat (LATP) bislang noch nicht in größerem Mengen produziert wird. Mit der steigenden Nachfrage nach Festkörperbatterien würde die Anzahl an LATP-Herstellern aber erfahrungsgemäß steigen.

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