Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat nachgewiesen, dass sich die Trocknungszeit bei der Herstellung von Batterie-Elektroden durch ein neuartiges Laser-Verfahren deutlich verringern lässt, um so eine wesentlich energieeffizientere, hochwertigere und kostengünstigere Herstellung von Batterien zu ermöglichen. Die Ergebnisse der experimentellen Studie, die der RWTH-Lehrstuhl auf einer eigenen Forschungslinie vorgenommen hatte, präsentiert das Institut gemeinsam mit seinem Spin-off „PEM Motion“ und dem Technologie-Unternehmen TRUMPF im Whitepaper „VCSEL-Lasertrocknung in der Batterieproduktion“.
Hintergrund des Forschungsprojekts ist die Tatsache, dass Lithium-Ionen-Batterien mit mehr als 31 Prozent Gesamtanteil immer noch die mit Abstand kostspieligste Komponente von Elektrofahrzeugen sind – auch wegen des hohen Energieverbrauchs, die der Trocknungsprozess der Elektroden verursacht. Das neue, laserbasierte Verfahren erlaube eine signifikante Reduktion der Trocknungszeit bei mindestens gleicher Qualität gegenüber dem aktuellen Stand der Technik. Sogenannte VCSEL-basierte Laser-Heizsysteme sollen sowohl die Betriebskosten als auch den CO2-Verbrauch um bis zu 40 Prozent verringern. Außerdem lasse sich der Equipment-Aufwand bei gleichbleibender Elektroden- und Zellqualität um bis zu 50 Prozent reduzieren.
„Die Lasertrocknung bietet viele Vorteile – wie eine verbesserte Energieeffizienz, eine geringere Stellfläche und eine bessere Prozesskontrolle“, sagt Ralph Gudde, „Vice President Marketing and Sales“ bei „TRUMPF Photonic Components“. Die VCSEL-Laserheizsysteme seien modular aufgebaut und verfügten über separate Zonen, was eine genaue Steuerung einzelner Beleuchtungszonen erlaube. Eine weitere besondere Eigenschaft der VCSEL-Module liege in deren Kompaktheit und einem geringen Arbeitsabstand. Dies ermögliche eine einfache Integration auch in bestehende Anlagen.
Das Whitepaper von PEM, PEM Motion und TRUMPF wird vom 18. bis 20. Juni bei „The Battery Show Europe“ in Stuttgart der Öffentlichkeit vorgestellt
