LaserScale - Skalierte Laserstrukturierung und -trocknung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren zur Steigerung der Leistungsfähigkeit

Das Forschungsvorhaben LaserScale verfolgt das Ziel, ein innovatives Anlagenkonzept zur Reduzierung der Produktionskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien umzusetzen. Dazu werden flexible Hardwaremodule im Bereich Lasertrocknen und Laserstrukturieren aufgebaut und kombiniert. Hierfür soll erstmalig ein Multistrahl-Multiscannermodul für die Strukturierung zum Einsatz kommen, um die Abtragsraten in Richtung industrieller Anwendung zu skalieren. Für die Kombination mit der Lasertrocknung wird ein flexibles VCSEL-basiertes Lasermodul aufgebaut, welches sowohl für die horizontale als auch für die vertikale Elektrodenbeschichtung einsetzbar ist. Darüber hinaus erfolgt die Prozessdigitalisierung und die Anwendung von industriellem Machine Learning mit Ziel der Ableitung optimaler Steuerungsparameter für das Anlagensystem.

Das iwb befasst sich im Projekt LaserScale vor allem mit der Befähigung der Elektrodenstrukturierung an verschiedenen Stellen in der Prozesskette der Elektrodenherstellung. In diesem Zuge werden verschiedene Prozessstrategien und Laserstrahlquellen untersucht. Innovative Sensorik zur Prozessüberwachung kommt zum Einsatz um ein optimales Produktergebnis sicherzustellen. Abschließend wird eine technisch-wirtschaftliche Bewertung des entwickelten Anlagenkonzepts durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des iwb in LaserScale ist die Überführung der Laserstrukturierung von Batterieelektroden vom Labormaßstab auf einen industriellen Maßstab und die wirtschaftliche Bewertung eines entsprechenden Anlagenkonzepts.

Danksagung

Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Batterie-Kompetenzclusters „Intelligente Batteriezellproduktion (InZePro)“ gefördert (Förderkennzeichen 03XP0316B).