A RWTH Aachen desenvolve processos de fabricação escaláveis para eletrodos multicamadas
No âmbito do projeto de pesquisa ProMeBa, a RWTH Aachen está desenvolvendo processos escaláveis para eletrodos de baterias multicamadas. O objetivo é transferir a tecnologia do laboratório para escala piloto.
Eletrodo de bateria multicamada no projeto de pesquisa ProMeBa.
Imagem: PEM RWTH Aachen
O Departamento de Engenharia de Produção de Componentes para Mobilidade Elétrica (PEM) da RWTH Aachen, juntamente com vários parceiros, iniciou o projeto de pesquisa ProMeBa em junho de 2026. O projeto durará até maio de 2029 e é realizado como parte de um programa do Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Ação Climática (BMWK).
Eletrodos multicamada oferecem vantagens significativas, mas são muito mais difíceis de fabricar do que as estruturas convencionais de camada única. Por isso, o ProMeBa tem como objetivo demonstrar como tais eletrodos podem ser produzidos de forma estável e reprodutível em escala industrial. Camadas com estrutura diferente visam melhorar o transporte de íons, aumentar a estabilidade mecânica do eletrodo e elevar o desempenho e a vida útil da bateria.
No início do projeto, serão investigados materiais e arquiteturas de camadas adequados para ânodos e cátodos. A atenção será dada a aspectos como o número de camadas, a espessura de cada camada e possíveis gradientes de composição. Os conceitos de eletrodos desenvolvidos serão então implementados e caracterizados em laboratório, utilizando formulações de lodo adaptadas, bem como parâmetros de revestimento e secagem.
Eletrodos multicamada a caminho da escala piloto
A PEM é responsável principalmente pela formulação e desenvolvimento de processos para ânodos multicamada, bem como por sua caracterização em escala laboratorial. As informações obtidas serão posteriormente transferidas para a escala piloto.
Para esse fim, será desenvolvido um módulo de revestimento modular que pode ser integrado às fábricas piloto existentes. Dois processos serão analisados em condições industriais relevantes de tipo rolo a rolo: revestimento multicamada utilizando um molde de duas camadas e revestimento em cortina multicamada. O fator decisivo é qual solução combina alta qualidade de revestimento, condições de processo estáveis e boa escalabilidade.
Paralelamente, será desenvolvida ainda mais uma técnica de medição em linha para a determinação contínua da viscosidade das pastas eletrodicas. Isso tem como objetivo detectar desvios no processo em estágio inicial e garantir uma qualidade dos eletrodos reprodutível.
Os eletrodos fabricados e as células de teste também serão examinados eletroquimicamente. Isso deve fornecer informações sobre o desempenho, a estabilidade e a vida útil das estruturas multicamadas desenvolvidas.
O coordenador do projeto é a Netzsch-Gerätebau GmbH. Além da PEM, outros parceiros incluem a Cátedra ISEA na RWTH Aachen, o Fraunhofer IKTS, o Instituto iPAT da Universidade Técnica de Braunschweig e a 8inks Deutschland.
O valor agregado industrial reside principalmente no fato de que a ProMeBa não apenas desenvolve novas estruturas de eletrodos, mas também considera sua fabricação desde o início. Os parceiros do projeto visam criar uma tecnologia “compatível com sistemas existentes” que permita a expansão seletiva das infraestruturas de produção atuais, em vez de construir linhas de produção completamente novas para eletrodos multicamadas.
ProMeBa se une assim a uma série de projetos de pesquisa que estreitam ainda mais a ligação entre o desenvolvimento de materiais e a escala industrial. Por exemplo, o projeto MoSiLIB, liderado pela AIT, está trabalhando em um ânodo composto feito de silício e sulfeto de estanho, ao mesmo tempo em que investiga a escala semi-industrial da síntese e da fabricação de eletrodos à base de água. Enquanto o MoSiLIB se dedica principalmente ao desenvolvimento de novos materiais para ânodos, o ProMeBa foca mais na questão de como arquiteturas complexas de eletrodos podem ser integradas de forma reproduzível aos processos de produção existentes.
