Laddade EVS | Ideel -projektet uppnår lasertorkning av effektivt batterifattproduktion
Implementeringen av lasertorkningsprocesser för ekonomisk och ekologisk litiumjonbatteriproduktionsprojekt (IDEEL) i Tyskland utvecklade ett laserassisterat rull-till-rullning (R2R) torkningsprocess som kan minska kostnaden för litiumjonbatteritillverkning, enligt den tyska forskningsorganisationen Fraunhofer FFB.
Hybridprocessen kombinerar konventionell, ugnsbaserad konvektionstorkning med lasertorkning baserat på högeffektdiodlasrar. Den uppnår en webbhastighet på 30 meter per minut och minskar torktider med mer än 60% samtidigt som det bibehålls samma resultatkvalitet.
Laserförstärkaren i början av processen halverar den nödvändiga ugnslängden, vilket minskar behovet av energikrävande torkrum och minskar driftskostnaderna med 20-30%.
Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att använda den nya processen i befintliga växter, som sedan kan eftermonteras med lasermoduler.
Ideel-projektet, som slutfördes den 31 december 2024, efter en treårsperiod, letade efter alternativa torkningsprocesser med mycket effektiv laserbestrålning.
Projektet stöds av det federala ministeriet för utbildning och forskning som en del av Battery 2020 -finansieringsprogrammet och genomfördes under ledning av Laserline.
Fraunhofer FFB deltog i produktionstekniken för E-Mobility Components (PEM) Center vid RWTH Aachen University, Coatema Coating Machinery, Optris, Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) och Münster Electrochemical Energy Technology (Meet) Battery Research Center vid University of Münster.
Fokus för Ideel-forskningssamarbetet var initialt utvecklingen och steg-för-steg-optimeringen av en lämplig lasertorkningsprocess. För detta ändamål designades nya material för anod- och katodbeläggningar specifikt för laserapplikationer och vattenhaltiga formuleringar baserade på grafit, litiumjärnfosfat och kiselgrafit testades framgångsrikt vid PEM och möts.
Ett högeffektiv diodlasersystem med en elektrisk effektivitet på över 50% och en ny bearbetningsoptik med koaxial termografikoppling och en rektangulär laserfläck över 0,5 meter bred levererad av laserlinjen användes som värmekälla. OPTRIS, Laserline och Fraunhofer ILT utvecklade en mycket integrerad termografikamera med industris-PC-kompatibel datautgång för kontaktlös, automatisk processövervakning och kontroll, vilket säkerställer en konstant efterlevnad av måltemperaturen vid olika webbhastigheter och beläggningstjocklekar.
Coatema utvecklade en modulär lasertorkningsenhet med ett specialiserat luftkoncept och anpassade dubbelkammare breda spårmunstycken för snabb och säkra applicering av vattenbaserade batterislamor. Inom denna demonstrator skalades den laserbaserade R2R-torkningsprocessen till branschstandardmatningshastigheter, och Fraunhofer bestämde och validerade den optimala processkonfigurationen.
Den hybridprocess som utvecklats inom IDEEL -projektet kommer att integreras i Fraunhofer FFB: s arbete, som ska utvidgas till utvecklingscentret för modern batterifönster för Tyskland och dess europeiska partners.
Källa: Fraunhofer FFB
