Prof. Stefan Kaskel von der Technischen Universität Dresden (TUD) hat zusammen mit Dr. Benjamin Schumm und Dr. Holger Althues vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS ein bahnbrechendes Verfahren zur Herstellung von Batterieelektroden entwickelt: die patentierte Technologie DRYtraec®. Diese kosteneffiziente und umweltfreundliche Methode wurde am 4. Juni 2025 im Rahmen der Fraunhofer-Jahrestagung mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2025 ausgezeichnet. Die Technologie trägt wesentlich zur nachhaltigen Produktion von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) bei, die für elektrifizierte Fahrzeuge und stationäre Energiespeicher unverzichtbar sind.
DRYtraec® basiert auf einem innovativen Prozess, der die Verwendung toxischer Lösemittel vermeidet und die energie- sowie kostenaufwendige Trocknung der Elektrodenbeschichtung überflüssig macht. Die Elektroden bestehen aus einer Metallfolie, die mit einer dünnen Schicht überzogen ist, die aktive Komponenten zur Energiespeicherung enthält. Im DRYtraec®-Verfahren wird ein trockenes Pulvergemisch mechanisch auf die Folie aufgebracht, zudem können beide Seiten der Folie in einem Schritt beschichtet werden. Dies führt zu leistungsstarken, langlebigen und ressourcenschonenden Elektroden.
Nachhaltigkeit in der Batterieproduktion
Die erste Prototypanlage für DRYtraec® wurde bereits 2013 in Betrieb genommen und wird seitdem kontinuierlich weiterentwickelt. Die Anlage ermöglicht eine kontinuierliche Prozessführung und produziert qualitativ hochwertige Elektroden im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Dr. Holger Althues hebt hervor, dass die Plattform Forschenden und Industriekunden von der Erprobung bis zur kommerziellen Nutzung dient. Diese enge Zusammenarbeit zwischen TUD und Fraunhofer IWS wird als Schlüssel zur erfolgreichen Entwicklung der Technologie angesehen.
Ein entscheidender Aspekt der DRYtraec®-Technologie ist die Einsparung bei Energiekosten sowie die Vermeidung von toxischen Lösungsmitteln, was angesichts der stetig wachsenden Nachfrage nach umweltfreundlichen Produktionsmethoden in Deutschland besonders relevant ist. Die Automobilindustrie hat ehrgeizige Programme für Elektrofahrzeuge gestartet, was zu einem steigenden Bedarf an Batteriefertigung führt. Derzeit beziehen viele deutsche Unternehmen Batteriezellen von asiatischen Herstellern, die über jahrzehntelange Erfahrung in der Massenproduktion verfügen.
Umweltbewusstsein und alternative Technologien
Die zunehmende Nachfrage nach nachhaltigen Batterietechnologien wird auch durch wachsendes Umweltbewusstsein und die Notwendigkeit, Alternativen zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Produkten zu finden, vorangetrieben. Die Rohstoffknappheit von Lithium und die ökologischen Risiken der Rohstoffgewinnung erfordern neben Lithium-Ionen-Batterien auch alternative Technologien, wie zink- und natrium-basierte Systeme. Diese sind nicht nur günstig und nicht giftig, sondern können auch in bestehende Fertigungsprozesse integriert werden.
In Anbetracht der Herausforderungen, die mit der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien verbunden sind, sind wasserbasierte über lösemittelfreie Herstellungsverfahren entscheidend. Diese könnten nicht nur Kosten reduzieren, sondern auch CO2-Emissionen erheblich senken. Zink und Natrium sind ausreichend verfügbar und stellen keine gesundheitlichen Risiken dar. Es ist wichtig, diese neuen Methoden zur Online-Analyse des Batteriezustands zu berücksichtigen, um nachhaltige Betriebsstrategien zu entwickeln. Innovative Technologien wie dynamische Impedanzspektroskopie und KI-Methoden bieten vielversprechende Ansätze für zukünftige Datenanalysen.
Insgesamt zeigt die Entwicklung von DRYtraec® nicht nur den Fortschritt in der Elektrobatterieproduktion, sondern auch, wie wichtig nachhaltige Ansätze in der modernen Technologie sind. Die Branche steht am Anfang eines Wandels, der sowohl die Produktionsmethoden als auch die verwendeten Materialien betrifft.
