Batterie- und Zellfertigungsprozesse

Entwicklung und Skalierung von Elektroden- und Zellfertigungsprozessen


Das Fraunhofer-Forschungszentrum für Elektromobilität (FZEB) beschäftigt sich seit mehr als 10 Jahren mit den Prozessen der Batteriefertigung und konzentriert sich auf die Entwicklung sowie industrielle Hochskalierung von Verfahren zur Herstellung von Elektroden und Batteriezellen.

Mit unserem umfassenden Wissen und Verständnis von Materialien und unserer Expertise in der Verarbeitung von Elektrodenmaterialien sowie der Elektrolytbeschichtung und -laminierung bieten wir maßgeschneiderte Prozessentwicklung (vom Labor- bis zum Pilotmaßstab) für verschiedene Arten von Batterien und elektrochromen Zellen. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Herstellung von ein- und mehrschichtigen Stacks in kleinem Maßstab zur Untersuchung und Bewertung neuartiger Elektrodenmaterialien und Zelltypen, wie Lithium-Ionen- (LIB), Natrium-Ionen- (SIB), Festkörperbatterien (SSB) und elektrochrome Zellen.


Wir bieten Elektroden- und Zellfertigungsdienstleistungen für Kunden aus verschiedenen Branchen, z. B. Elektroden- und Batteriezellenhersteller, Chemie- und Materialunternehmen.

Prozessentwicklung – Leistungsspektrum

Zellaufbau

  • Batteriezellaufbau (Labormaßstab)
  • Einlagige Zellen für Materialscreening (z. B. Münz-/Beutelzellen, EL-Zellen; 2–15 cm²; ~1–75 mAh)
  • Mehrlagige Zellen (z. B. Beutel-/Zylinderzellen, 15–150 cm², ~100 mAh–15 Ah)

Rolle-zu-Rolle-Beschichtung

  • Modulare R2R-Beschichtungsanlage (Rakel-/Schlitzdüsenbeschichtung bis zu 500 mm)
  • Nasschemische Abscheidung von Elektrodenmaterialien für Batterien (wässrige und organische Lösungsmittel)

Rolle-zu-Rolle-Laminierung

  • Elektroden- und Elektrolytbeschichtung (Klinge/Schlitzdüse bis zu 300 mm) unter inerter Atmosphäre (Ar)
  • Polymerelektrolyt-Laminierung und Aushärtung (IR/UV)

Baugruppe für Festkörperbatteriezellen

  • Herstellung von Festkörperzellen
  • Schneiden/Zerschneiden von Elektroden
  • Automatisiertes Stapeln von Einzel-/Mehrfachschichten & Laminieren von Beutelzellen (bis 20 Zellen pro Tag, 3 x 5 cm²)

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Automatisierte Plattformen

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Projekt »BIG-MAP«

  • Automatisierte Demontage von Batteriezellen
  • Integrierte Glovebox für die Handhabung unter inerten Bedingungen

Division Lab Automation

Project BIG-MAP

 

Projekt »FLAiM«

  • Automatisiertes Spin-Coating und Tempern von Dünnschichten
  • Optische Charakterisierung zur Qualitätskontrolle (UV-Vis-Spektroskopie, Dunkelfeld-/Hellfeld-Bildgebung)

Project FLAiM