Revolution inden for batteriteknologi: Dresden opdager miljøvenlige elektroder!

Revolution inden for batteriteknologi: Dresden opdager miljøvenlige elektroder!

Prof. Stefan Kaskel fra Technical University of Dresden (TUD) har sammen med Dr. Benjamin Schumm og Dr. Holger Althues fra Fraunhofer Institute for Materials and Beam Technology IWS udviklet en banebrydende proces til fremstilling af batterielektroder: den patenterede DRYtraec®-teknologi. Denne omkostningseffektive og miljøvenlige metode blev tildelt Joseph von Fraunhofer-prisen 2025 ved Fraunhofers årsmøde den 4. juni 2025. Teknologien bidrager væsentligt til den bæredygtige produktion af lithium-ion-batterier (LIB), som er afgørende for elektrificerede køretøjer og stationær energilagring.

DRYtraec® er baseret på en innovativ proces, der undgår brugen af ​​giftige opløsningsmidler og eliminerer behovet for energikrævende og kostbar tørring af elektrodebelægningen. Elektroderne består af en metalfolie dækket af et tyndt lag indeholdende aktive komponenter til energilagring. I DRYtraec®-processen påføres en tørpulverblanding mekanisk på filmen, og begge sider af filmen kan coates i ét trin. Dette fører til kraftige, langtidsholdbare og ressourcebesparende elektroder.

Bæredygtighed i batteriproduktion

Det første prototypesystem til DRYtraec® blev sat i drift i 2013 og er løbende blevet udviklet siden da. Systemet muliggør kontinuerlig processtyring og producerer elektroder af høj kvalitet i roll-to-roll processen. Dr. Holger Althues understreger, at platformen betjener forskere og industrielle kunder fra test til kommerciel brug. Dette tætte samarbejde mellem TUD og Fraunhofer IWS ses som nøglen til den succesfulde udvikling af teknologien.

Et afgørende aspekt af DRYtraec®-teknologien er at spare energiomkostninger og undgå giftige opløsningsmidler, hvilket er særligt relevant i betragtning af den konstant voksende efterspørgsel efter miljøvenlige produktionsmetoder i Tyskland. Bilindustrien har lanceret ambitiøse elbilsprogrammer, hvilket fører til stigende efterspørgsel efter batteriproduktion. Mange tyske virksomheder køber i øjeblikket battericeller fra asiatiske producenter, som har årtiers erfaring med masseproduktion.

Miljøbevidsthed og alternative teknologier

Den stigende efterspørgsel efter bæredygtige batteriteknologier er også drevet af voksende miljøbevidsthed og behovet for at finde alternativer til traditionelle lithium-ion-produkter. Manglen på lithium-råmaterialer og de økologiske risici ved råvareudvinding kræver ikke kun lithium-ion-batterier, men også alternative teknologier, såsom zink- og natriumbaserede systemer. Disse er ikke kun billige og ikke-giftige, men kan også integreres i eksisterende fremstillingsprocesser.

I betragtning af de udfordringer, der er forbundet med produktionen af ​​lithium-ion-batterier, er vandbaserede over opløsningsmiddelfri fremstillingsprocesser kritiske. Disse kunne ikke kun reducere omkostningerne, men også reducere CO2-udledningen betydeligt. Zink og natrium er tilstrækkeligt tilgængelige og udgør ingen sundhedsrisici. Det er vigtigt at overveje disse nye metoder til online batterisundhedsanalyse for at udvikle bæredygtige driftsstrategier. Innovative teknologier såsom dynamisk impedansspektroskopi og AI-metoder tilbyder lovende tilgange til fremtidig dataanalyse.

Samlet set viser udviklingen af ​​DRYtraec® ikke kun fremskridtene inden for produktion af elektriske batterier, men også hvor vigtige bæredygtige tilgange er i moderne teknologi. Industrien er i begyndelsen af ​​en forandring, der påvirker både produktionsmetoder og de anvendte materialer.