RWTH Ахен розробляє масштабоване виробництво для багатошарових електродів
У дослідницькому проєкті ProMeBa університет RWTH Aachen розробляє масштабовані методи для багатошарових електродів акумуляторів. Метою є перехід від лабораторних умов до пілотного масштабування.
Багатошарова електрода акумулятора у дослідницькому проєкті ProMeBa.
Зображення: PEM RWTH Aachen
Кафедра „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) університету RWTH Aachen у червні 2026 року разом із кількома партнерами розпочала дослідницький проєкт „ProMeBa“. Цей проєкт триватиме до травня 2029 року та здійснюватиметься в рамках оголошення BMFTR „B@TS“.
Багатошарові електроди обіцяють певні переваги, проте їх виробництво значно складніше порівняно з класичними одношаровими структурами. Тому ProMeBa має показати, як можна створювати такі електроди у стабільному та відтворюваному форматі в промислових масштабах. Завдяки різним конструкціям шарів планується, зокрема, покращити транспорт іонів, зробити електрод механічно більш стабільним, а також підвищити продуктивність та термін служби акумулятора.
На початковому етапі проекту досліджуються відповідні матеріали та архітектури шарів для анодів та катодів. Особлива увага приділяється кількості шарів, товщині кожного шару та можливим градієнтам складу. Отримані на основі цього концепції електродів потім реалізуються та досліджуються в лабораторних умовах за допомогою адаптованих рецептур суспензій, а також параметрів покриття та сушіння.
PEM відповідає переважно за розробку формул та процесів для багатошарових анодів, а також за їх характеристику в лабораторному масштабі. Отримані знання потім планується перенести у пілотний масштаб.
Для цього розробляється модульна система покриття, яка може бути інтегрована у існуючі пілотні установки. Досліджуються два методи за умовами промислового виробництва типу «ролика до ролика»: багатошарове покриття за допомогою двошарової прорізної насадки та багатошарове покриття у вигляді завіси. Вирішальним є те, яке рішення поєднує високу якість покриття, стабільні умови процесу та гарну можливість масштабування.
Одночасно розробляється технологія вимірювань типу «вбудовано» для постійного визначення в’язкості електродних суспензій. Це дозволяє ранньо виявляти відхилення у процесі та забезпечувати стабільну якість електродів.
Виготовлені електроди та експериментальні клітки також досліджуються електрохімічним шляхом. На основі цих досліджень робляться висновки щодо продуктивності, стабільності та терміну служби розроблених багатошарових структур.
Координатором проекту є компанія Netzsch-Gerätebau GmbH. Серед інших партнерів, окрім PEM, є кафедра ISEA університету RWTH Aachen, інститут Fraunhofer IKTS, інститут iPAT Технічного університету Брауншвейга та компанія 8inks Deutschland.
Промислова цінність полягає насамперед у тому, що ProMeBa розробляє не лише нові структури електродів, а й одночасно думає про їх виробництво. Партнери проекту прагнуть створити технологію, яка дозволяє цільово розширювати існуючу виробничу інфраструктуру, замість того щоб будувати повністю нові виробничі лінії для багатошарових електродів.
ProMeBa входить до серії дослідницьких проектів, які більш тісно поєднують розробку матеріалів із промисловою масштабуваністю. Наприклад, проект MoSiLIB під керівництвом AIT працює над композитною анодою зі кремнію та сульфіду олова, водночас досліджуючи напівпромислове масштабування процесу синтезу та виробництво електродів на основі води. Якщо MoSiLIB зосереджується переважно на розробці нових матеріалів для анодів, то ProMeBa більше уваги приділяє питанню того, як складніші архітектури електродів можна відтворювано інтегрувати у існуючі виробничі процеси.
