RWTH Аахен розробляє масштабоване виробництво багатошарових електродів
У рамках дослідницького проекту ProMeBa RWTH Aachen розробляє масштабовані процеси для багатошарових електродів акумуляторів. Метою є перенесення цієї технології з лабораторних умов на пілотний рівень.
Багатошаровий електрод акумулятора у дослідницькому проекті ProMeBa.
Зображення: PEM RWTH Aachen
Кафедра інженерії виробництва компонентів електромобілів (PEM) при RWTH Aachen разом із кількома партнерами вперше розпочала дослідницький проект ProMeBa у червні 2026 року. Проект триватиме до травня 2029 року та здійснюється в рамках програми Німецького федерального міністерства економіки та кліматичних дій (BMWK).
Багатошарові електроди мають значні переваги, але їх виробництво значно складніше, ніж у звичайних одношарових структурах. Тому ProMeBa прагне показати, як можна стабільно та відтворювано виробляти такі електроди у промислових масштабах. Шари іншої структури призначені для покращення транспортування іонів, збільшення механічної стабільності електроду та підвищення продуктивності та терміну служби акумулятора.
На початковому етапі проекту будуть досліджуватися відповідні матеріали та архітектури шарів для анодів та катодів. Увага буде приділена таким аспектам, як кількість шарів, товщина окремих шарів та можливі градієнти складу. Отримані концепції електродів потім будуть реалізовані та проаналізовані в лабораторних умовах за допомогою адаптованих формулатій суспензій, а також параметрів покриття та сушіння.
Багатошарові електроди на шляху до пілотного масштабу
PEM відповідає переважно за розробку формул та технологій виготовлення багатошарових анодів, а також за їх характеристику в лабораторних умовах. Отримані результати згодом будуть перенесені на пілотний масштаб.
Для цього буде розроблений модульний модуль покриття, який можна буде інтегрувати в існуючі пілотні заводи. Будуть досліджуватися два процеси в умовах, характерних для промисловості – це багатошарове покриття за допомогою двошарової форми та багатошарове покриття „шторкою“. Вирішальним фактором є те, яке рішення поєднує високу якість покриття, стабільні умови процесу та хорошу масштабованість.
Одночасно буде подальше розвиток техніки вимірювань безпосередньо в процесі для постійного визначення в’язкості електродних суспензій. Це робиться для того, щоб на ранній стадії виявляти відхилення у процесі та забезпечувати стабільну якість електродів.
Виготовлені електроди та пробні камери також будуть піддані електрохімічному аналізу. Це має дати можливість оцінити продуктивність, стабільність та термін служби розроблених багатошарових структур.
Координатором проекту є компанія Netzsch-Gerätebau GmbH. Окрім PEM, серед інших партнерів є кафедра ISEA при RWTH Aachen, Fraunhofer IKTS, інститут iPAT при Технічному університеті Брауншвейга та 8inks Deutschland.
Промислова додана вартість полягає насамперед у тому, що ProMeBa не лише розробляє нові структури електродів, а й з самого початку враховує їхнє виробництво. Партнери проекту прагнуть створити технологію, яка дозволяє селективно розширювати існуючі виробничі інфраструктури, замість того щоб будувати цілком нові виробничі лінії для багатошарових електродів.
ProMeBa приєднується до низки дослідницьких проектів, які більш тісно пов’язують розробку матеріалів із їх промисловим масштабуванням. Наприклад, проект MoSiLIB під керівництвом AIT працює над композитним анодом, виготовленим з кремнію та сульфіду олова, водночас досліджуючи напівпромислове масштабування процесів синтезу та виробництва електродів на водній основі. Хоча MoSiLIB переважно займається розробкою нових матеріалів для анодів, ProMeBa більше зосереджується на питанні того, як складні архітектури електродів можна відтворювано інтегрувати у існуючі виробничі процеси.
