A RWTH Aachen desenvolve processos de fabricação escaláveis para eletrodos multicamadas
No projeto de pesquisa ProMeBa, a RWTH Aachen desenvolve métodos escaláveis para eletrodos de bateria em múltiplas camadas. O objetivo é levar esses desenvolvimentos do laboratório para escala piloto.
Eletrodo de bateria em múltiplas camadas no projeto de pesquisa ProMeBa.
Imagem: PEM RWTH Aachen
O departamento “Production Engineering of E-Mobility Components” (PEM) da RWTH Aachen iniciou, em junho de 2026, o projeto de pesquisa “ProMeBa” em parceria com vários colaboradores. O projeto terá duração até maio de 2029 e será realizado no âmbito do anúncio BMFTR “B@TS”.
Eletrodos multicamadas prometem vantagens, mas são significativamente mais complexos de fabricar em comparação com 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. Através de camadas com estruturas diferentes, espera-se, entre outras coisas, melhorar o transporte de íons, tornar a eletrodo mecanicamente mais estável e aumentar o desempenho e a vida útil da bateria.
No início do projeto, são investigados materiais e arquiteturas de camadas adequados para ânodos e cátodos. Focam-se, entre outros aspectos, no número de camadas, na espessura de cada camada e em possíveis gradientes de composição. Os conceitos de eletrodos resultantes são então implementados e caracterizados em escala laboratorial, utilizando receitas ajustadas de lodo, bem como parâmetros de revestimento e secagem.
Eletrodos multicamadas a caminho da escala piloto
A PEM é responsável, em particular, pelo desenvolvimento de receitas e processos para ânodos multicamadas, bem como pela sua caracterização em escala de laboratório. Os conhecimentos obtidos devem ser posteriormente transferidos para a escala piloto.
Para isso, será desenvolvido um módulo de revestimento modular que pode ser integrado em instalações piloto existentes. São analisados dois métodos sob condições industriais relevantes de revestimento em rolo a rolo: o revestimento multicamada com uma mangueira de janela de duas camadas e o revestimento em cortina multicamada. O que é decisivo é qual solução combina alta qualidade de revestimento, condições de processo estáveis e boa escalabilidade.
Paralelamente, está sendo desenvolvida uma tecnologia de medição em linha para a determinação contínua da viscosidade dos lodos eletrodos. Isso visa identificar precocemente desvios no processo e garantir uma qualidade dos eletrodos reprodutível.
Os eletrodos e células de teste produzidos também são analisados eletroquimicamente. Com base nesses resultados, buscam-se obter informações sobre o desempenho, a estabilidade e a vida útil das estruturas multicamadas desenvolvidas.
O coordenador do projeto é a Netzsch-Gerätebau GmbH. Outros parceiros, além da PEM, incluem o Lehrstuhl ISEA da 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 desde já sua fabricação. Os parceiros do projeto desejam criar uma tecnologia “compatível com sistema existente”, que permita expandir de forma direcionada as infraestruturas de produção atuais, em vez de construir linhas de fabricação completamente novas para eletrodos com múltiplas camadas.
ProMeBa se insere assim em uma série de projetos de pesquisa que estreitam a relação entre o desenvolvimento de materiais e a escala industrial. Por exemplo, o projeto MoSiLIB, liderado pelo AIT, trabalha com uma anodo composto de silício e sulfeto de estanho, ao mesmo tempo em que investiga a escala semi-industrial da síntese e um processo de fabricação de eletrodos baseado em água. Enquanto MoSiLIB foca principalmente no desenvolvimento de novos materiais para anodos, ProMeBa dedica-se mais à questão de como arquiteturas de eletrodos mais complexas podem ser transferidas de forma reproduzível para os processos de produção existentes.
