Revolutie in batterijtechnologie: Dresden ontdekt milieuvriendelijke elektroden!

Revolutie in batterijtechnologie: Dresden ontdekt milieuvriendelijke elektroden!

Prof. Stefan Kaskel van de Technische Universiteit van Dresden (TUD) heeft samen met Dr. Benjamin Schumm en Dr. Holger Alhues van het Fraunhofer Instituut voor Materialen en Beam Technology IWS een baanbrekend proces ontwikkeld voor de productie van batterij-elektroden: de gepatenteerde DRYtraec®-technologie. Deze kostenefficiënte en milieuvriendelijke methode werd op de Fraunhofer-jaarvergadering op 4 juni 2025 bekroond met de Joseph von Fraunhofer-prijs 2025. De technologie draagt ​​aanzienlijk bij aan de duurzame productie van lithium-ionbatterijen (LIB), die essentieel zijn voor geëlektrificeerde voertuigen en stationaire energieopslag.

DRYtraec® is gebaseerd op een innovatief proces dat het gebruik van giftige oplosmiddelen vermijdt en de noodzaak van energieverslindend en kostbaar drogen van de elektrodecoating elimineert. De elektroden bestaan ​​uit een metaalfolie bedekt met een dunne laag met actieve componenten voor energieopslag. Bij het DRYtraec®-proces wordt mechanisch een droog poedermengsel op de film aangebracht en kunnen beide zijden van de film in één stap worden gecoat. Dit leidt tot krachtige, duurzame en hulpbronnenbesparende elektroden.

Duurzaamheid in de batterijproductie

Het eerste prototypesysteem voor DRYtraec® werd in 2013 in gebruik genomen en is sindsdien continu doorontwikkeld. Het systeem maakt continue procescontrole mogelijk en produceert hoogwaardige elektroden in het roll-to-roll-proces. Dr. Holger Alhues benadrukt dat het platform onderzoekers en industriële klanten bedient, van testen tot commercieel gebruik. Deze nauwe samenwerking tussen TUD en Fraunhofer IWS wordt gezien als de sleutel tot de succesvolle ontwikkeling van de technologie.

Een cruciaal aspect van de DRYtraec®-technologie is het besparen van energiekosten en het vermijden van giftige oplosmiddelen, wat vooral relevant is gezien de voortdurend groeiende vraag naar milieuvriendelijke productiemethoden in Duitsland. De auto-industrie heeft ambitieuze programma’s voor elektrische voertuigen gelanceerd, wat heeft geleid tot een toenemende vraag naar de productie van batterijen. Veel Duitse bedrijven kopen momenteel batterijcellen van Aziatische fabrikanten die tientallen jaren ervaring hebben met massaproductie.

Milieubewustzijn en alternatieve technologieën

De toenemende vraag naar duurzame batterijtechnologieën wordt ook gedreven door een groeiend milieubewustzijn en de noodzaak om alternatieven te vinden voor traditionele lithium-ionproducten. De schaarste aan lithiumgrondstoffen en de ecologische risico’s van de grondstoffenwinning vereisen niet alleen lithium-ionbatterijen, maar ook alternatieve technologieën, zoals zink- en natriumgebaseerde systemen. Deze zijn niet alleen goedkoop en niet-giftig, maar kunnen ook in bestaande productieprocessen worden geïntegreerd.

Gezien de uitdagingen die gepaard gaan met de productie van lithium-ionbatterijen zijn productieprocessen op waterbasis in plaats van oplosmiddelvrije van cruciaal belang. Deze kunnen niet alleen de kosten verlagen, maar ook de CO2-uitstoot aanzienlijk verminderen. Zink en natrium zijn voldoende aanwezig en vormen geen gezondheidsrisico's. Het is belangrijk om deze nieuwe methoden voor online batterijgezondheidsanalyse te overwegen om duurzame bedrijfsstrategieën te ontwikkelen. Innovatieve technologieën zoals dynamische impedantiespectroscopie en AI-methoden bieden veelbelovende benaderingen voor toekomstige data-analyse.

Over het geheel genomen laat de ontwikkeling van DRYtraec® niet alleen de vooruitgang zien in de productie van elektrische batterijen, maar ook hoe belangrijk duurzame benaderingen zijn in de moderne technologie. De industrie staat aan het begin van een verandering die zowel de productiemethoden als de gebruikte materialen beïnvloedt.