La RWTH Aachen desarrolla un proceso de fabricación escalable para electrodos multicapa.
En el proyecto de investigación ProMeBa, la RWTH Aachen desarrolla métodos escalables para electrodos de batería multicapa. El objetivo es pasar de la fase de laboratorio a una escala piloto.
Electrodo de batería multicapa en el proyecto de investigación ProMeBa.
Imagen: PEM RWTH Aachen
El departamento “Production Engineering of E-Mobility Components” (PEM) de la RWTH Aachen inició en junio de 2026, junto con varios socios, el proyecto de investigación “ProMeBa”. Este proyecto durará hasta mayo de 2029 y se llevará a cabo en el marco del anuncio BMFTR “B@TS”.
Las electrodos multicapa prometen ventajas, pero su fabricación es considerablemente más exigente que la de las estructuras clásicas de una sola capa. Por eso, ProMeBa tiene como objetivo demostrar cómo se pueden fabricar estos electrodos de manera estable y reproducible a escala industrial. Mediante capas con estructuras diferentes, se pretende mejorar, entre otras cosas, el transporte de iones, hacer que la electrodos sea mecánicamente más estable y aumentar el rendimiento y la vida útil de la batería.
Al inicio del proyecto se investigan los materiales y las arquitecturas de capas adecuados para ánodos y cátodos. Se prestan especial atención, entre otros factores, el número de capas, el espesor de cada una y los posibles gradientes de composición. A continuación, los conceptos de electrodos derivados se implementan y caracterizan a escala de laboratorio, utilizando recetas de lechada adaptadas, así como parámetros de recubrimiento y secado.
Electrodos multicapa en camino a la escala piloto
PEM se encarga especialmente del desarrollo de fórmulas y procesos para ánodos multicapa, así como de su caracterización a escala de laboratorio. Los conocimientos obtenidos se pretenden trasladar posteriormente a la escala piloto.
Para ello se está desarrollando un módulo de recubrimiento modular que puede integrarse en las instalaciones piloto existentes. Se están investigando dos métodos bajo condiciones industriales relevantes de tipo rollo a rollo: el recubrimiento multicapa con una boquilla de dos capas y ranuras, así como el recubrimiento multicapa tipo cortina. Lo decisivo es determinar qué solución combina una alta calidad de recubrimiento, condiciones de proceso estables y una buena escalabilidad.
Al mismo tiempo, se está desarrollando una tecnología de medición en línea para determinar continuamente la viscosidad de los lodos electrodos. Con esto se pretende detectar tempranamente las desviaciones en el proceso y garantizar una calidad de electrodos reproducible.
Además, los electrodos y celdas de prueba fabricados se analizan electroquímicamente. A partir de estos análisis se buscan conclusiones sobre el rendimiento, la estabilidad y la vida útil de las estructuras multicapa desarrolladas.
El coordinador del proyecto es Netzsch-Gerätebau GmbH. Otros socios, además de PEM, son el departamento ISEA de la RWTH Aachen, Fraunhofer IKTS, el instituto iPAT de la Universidad Técnica de Braunschweig y 8inks Deutschland.
El valor añadido industrial radica principalmente en que ProMeBa no solo desarrolla nuevas estructuras de electrodos, sino que también considera su fabricación desde el principio. Los socios del proyecto buscan crear una tecnología “compatible con sistemas existentes” que permita ampliar de forma específica las infraestructuras de producción actuales, en lugar de construir líneas de fabricación completamente nuevas para electrodos de múltiples capas.
ProMeBa se inscribe así en una serie de proyectos de investigación que vinculan más estrechamente el desarrollo de materiales con su escalado industrial. Por ejemplo, el proyecto MoSiLIB, dirigido por el AIT, trabaja en una anoda compuesta de silicio y sulfuro de estaño, al tiempo que estudia la escalación semindustrial de su síntesis así como un método de fabricación de electrodos basado en agua. Mientras que MoSiLIB se centra principalmente en el desarrollo de nuevos materiales para anodos, ProMeBa se enfoca más en cómo las arquitecturas de electrodos más complejas pueden transferirse de manera reproducible a los procesos de producción existentes.
