RWTH Aachen zeigt neues Verfahren für ultradünne Lithium-Metall-Anoden
Ultradünne Lithium-Metall-Anoden gelten als Schlüsselkomponenten für Batterien der nächsten Generation – insbesondere für Festkörperbatterien. Allerdings ist die Beschichtung eine Herausforderung. Der Stand der Technik ist „kostenintensiv, in der Schichtdicke begrenzt und schwierig skalierbar“, ordnen die Forscher vom Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen ein. Im Gegensatz dazu ermögliche die neue Methode aus Aachen eine preiswerte und industriell umsetzbare Produktion von Lithium-Folien mit optimierten elektrochemischen Eigenschaften.
Als Kern der Technologie bezeichnen die Verantwortlichen die kontrollierte Applikation flüssigen Lithiums auf Substratfolie. „Die neue Technologie verfügt über das Potenzial, eine europäische unabhängige Produktionskapazität für Lithium-Metall-Anoden zu schaffen“, kommentiert PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Und: Mit dem „LIMA“-Verfahren lasse sich in hohem Maße Lithium einsparen – abhängig von der Ausgangsdicke der verwendeten Folien.
Hintergrund ist, dass beim klassischen Prozedere Lithiumfolien mit Hilfe aufwendiger, mehrstufiger Walzprozesse hergestellt werden, bei denen 100 Mikrometer starke Folien auf 30 bis 70 Mikrometer ausgewalzt und anschließend auf Kupferfolie laminiert werden. Da viele Anwendungen jedoch nur 20 bis 25 Mikrometer benötigen, „entsteht beim bisherigen Verfahren ein erheblicher Materialverlust“, wie die Forscher betonen. Die „LIMA“-Methode erfordere indes kein Laminieren. Stattdessen wird ein Lithiumbarren aufgeschmolzen.
„Im Gegensatz zu bestehenden Verfahren, die an der schwierigen Verarbeitbarkeit von Lithium scheitern oder die notwendige Schichtdicke nicht erreichen, nutzen wir die herausfordernden Materialeigenschaften gezielt“, führt PEM-Experte Gerrit Bockey aus. Neben der Materialeinsparung biete das Konzept auch eine höhere Prozesskontrolle und Flexibilität: „Die Schichtdicke lässt sich präzise steuern – ohne eine bisher notwendige mechanische Nachbearbeitung.“
Die Technologie ist im Rahmen von Bockeys Dissertation entstanden und der RWTH-Forscher gilt auch als designierter Co-CEO des Unternehmens „LIMA“. Hintergrund ist, dass die Forschung zum „EXIST – Existenzgründungen aus der Wissenschaft“-Programm gehört. Dessen Intention ist die Ausgründung eines Unternehmens, um Forschungsergebnisse mit Gründungspotenzial weiterzuentwickeln. Das „LIMA“-Team besteht aus den Aachener Forschenden Gerrit Bockey, Jonas Gorsch, Junia Dietert und Hendrik Minis Pai.
0 Kommentare