PEM und Nanoloy entwickeln innovative Elektroden
Gegenstand der Zusammenarbeit sei ein neuartiges Produktionskonzept, das bisher unübliche Zellchemien erlauben und die Verwendung von Bindern sowie den Einsatz toxischer Lösungsmittel überflüssig machen soll. So beschreibt es der Lehrstuhl in der Mitteilung zu der Kooperation.
Die Binder und Lösungsmittel werden bisher bei der Beschichtung der Elektroden als nötige Hilfsstoffe für die Produktion eingesetzt. Etwa bei der Kathode werden die pulverförmigen Metalloxide der Batterie-Aktivmaterialien mit den Bindern und Lösungsmitteln zu einer Paste, dem sogenannten Slurry, vermischt. Dieser Slurry wird dann dünn auf die Trägerfolie aufgetragen, im Anschluss wird das Material in einem energieintensiven Prozess in großen Öfen getrocknet – um die gerade erst für das Beschichten zugeführte Flüssigkeit wieder zu verdampfen. Diese Nassbeschichtung ist heute noch Industriestandard. Es wird aber schon seit vielen Jahren daran gearbeitet, ein effizienteres Verfahren zu entwickeln.
Das Nanoloy-Team um CEO Alex Koszo und CTO Krishna Tekriwal hat einen solchen Ansatz: Die Kerntechnologie des Unternehmens mit Sitz in Den Haag sowie Singapur und Indien ist laut dem PEM ein neuartiger Plasma-Beschichtungsprozess, womit unter anderem Hochleistungs-Siliziumanoden hergestellt werden können. Dieser Prozess soll günstiger sein.
Derzeit wird im Elektromobilitätslabor (eLab) des Lehrstuhls PEM die Forschungs- und Entwicklungs-Pilotlinie des Startups errichtet, die Arbeiten sollen im zweiten Quartal 2024 abgeschlossen werden. Das Team um die RWTH-Professoren Achim Kampker und Heiner Heimes soll die Elektrodenentwicklung sowie die Skalierung der Anlagentechnologie bis auf Gigafactory-Niveau unterstützen. Die RWTH hatte bereits zuvor den Nachweis der Anwendbarkeit für die Batterieproduktion begleitet. Der Lehrstuhl zeigt sich mit den bisherigen Ergebnissen sehr zufrieden. Der neu konfigurierte Plasmadrucker von Nanoloy habe zuletzt „vielversprechende Elektroden erzeugt“, darunter leistungsstarke Anoden mit 50 Prozent Siliziumanteil.
„Unsere gemeinsamen Ziele für die in den nächsten drei Jahren produzierten Batterien sind eine Steigerung der Lebensdauer um 33 Prozent und der Energiedichte um 50 Prozent, eine höhere Sicherheit und eine Reduzierung der Produktionskosten um 40 Prozent“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Nanoloy spricht in diesem Zusammenhang von bis zu 3.000 Ladezyklen, einer Energiedichte von bis zu 450 Wattstunden pro Kilogramm und Produktionskosten von weniger als 70 US-Dollar je Kilowattstunde auf Zellebene. Eigenen Angaben zufolge will Nanoloy bis 2028 eine Zehn-Gigawattstunden-Produktionsanlage in der EU errichtet haben, deren genauer Standort noch festgelegt werde.
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