RWTH Ахен разрабатывает масштабируемые методы производства многослойных электродов
В рамках исследовательского проекта ProMeBa в RWTH Aachen разрабатываются масштабируемые процессы для изготовления многослойных электродов батарей. Цель состоит в том, чтобы перенести эту технологию из лабораторных условий на пилотный уровень.
Многослойный электрод батареи в рамках проекта ProMeBa.
Источник изображения: PEM RWTH Aachen
Кафедра инженерии производства компонентов для электромобилей (PEM) в RWTH Aachen совместно с несколькими партнерами запустила исследовательский проект ProMeBa в июне 2026 года. Проект будет длиться до мая 2029 года и реализуется в рамках программы Федерального министерства экономики и климатической политики Германии (BMWK).
Многослойные электроды обладают значительными преимуществами, но их производство гораздо сложнее по сравнению с традиционными однослойными структурами. Поэтому проект ProMeBa направлен на демонстрацию того, как такие электроды можно производить стабильно и воспроизводимо в промышленных масштабах. Слои различной структуры предназначены для улучшения транспорта ионов, повышения механической стабильности электрода, а также для увеличения эффективности и срока службы аккумулятора.
На начальном этапе проекта будут исследованы подходящие материалы и архитектуры слоев для анодов и катодов. Особое внимание уделяется таким аспектам, как количество слоев, толщина отдельных слоев и возможные градиенты состава. Затем полученные концепции электродов будут реализованы и изучены в лабораторных условиях с использованием адаптированных формулатов кашицы, а также параметров покрытия и сушки.
Многослойные электроды на пути к пилотному масштабу
PEM отвечает в первую очередь за разработку формул и технологических процессов для многослойных анодов, а также за их характеристики в лабораторных условиях. Полученные результаты затем будут перенесены на пилотный масштаб.
Для этой цели будет разработан модульный модуль покрытия, который можно будет интегрировать в существующие пилотные установки. Будут исследованы два процесса в промышленно значимых условиях непрерывного покрытия: многослойное покрытие с использованием двухслойной формы и многослойное покрытие методом «занавески». Решающим фактором является то, какое решение обеспечивает высокое качество покрытия, стабильные условия процесса и хорошую масштабируемость.
Одновременно будет дальше разрабатываться техника внутренних измерений для непрерывного определения вязкости электродных суспензий. Это предназначено для выявления отклонений на ранних этапах процесса и обеспечения воспроизводимого качества электродов.
Изготовленные электроды и испытательные ячейки также будут подвергнуты электрохимическому анализу. Это позволит получить информацию о производительности, стабильности и сроке службы разработанных многослойных структур.
Координатором проекта является компания Netzsch-Gerätebau GmbH. Помимо PEM, среди других партнеров — кафедра ISEA в RWTH Aachen, институт Fraunhofer IKTS, институт iPAT при Техническом университете Брауншвейга и компания 8inks Deutschland.
Промышленная добавленная стоимость заключается прежде всего в том, что ProMeBa не только разрабатывает новые структуры электродов, но и с самого начала учитывает вопросы их производства. Партнеры по проекту стремятся создать технологию, позволяющую без изменений интегрировать новые решения в существующие производственные мощности, вместо того чтобы строить совершенно новые производственные линии для многослойных электродов.
ProMeBa входит в серию исследовательских проектов, направленных на более тесную связь между разработкой материалов и их промышленным масштабированием. Например, проект MoSiLIB под руководством AIT занимается созданием композитного анода из кремния и сульфида олова, одновременно изучая полупромышленное масштабирование процессов синтеза и производства электродов на водной основе. В то время как MoSiLIB в первую очередь занимается разработкой новых материалов для анодов, ProMeBa сосредотачивается на вопросе о том, как сложные архитектуры электродов можно воспроизводимым образом интегрировать в существующие производственные процессы.
