Projekte

DryProTex

Trockene Verarbeitung funktionaler Materialien in textile Halbzeuge für Energiespeicher der nächsten Generation (MERANET-DryProTex)

Programm: PDA Forschung für Produktion
Bekanntmachung: M-era.Net II Call 2017 - Additive Fertigung / Intelligente Textilien - Produktionsforschung
Wettbewerb: M-era.Net II Call 2017 - Materialien für "Intelligente Textilien" (smart textiles) - Produktionsforschung

Kurzbeschreibung:
DryProTex verfolgt das Ziel, eine zukunftsgewandte, kostengünstige und skalierfähige Pulver-zu-Rolle-Technologie auf Textilbasis als Alternative zu etablierten lösungsmittelbasierten Beschichtungsprozessen zu entwickeln. Bei erfolgreicher Umsetzung könnten zukünftig mit dem neuartigen Verfahren bis zu 15 Prozent in Bezug auf Energie- und Materialaufwand eingespart werden. Die direkte Vermarktung in Batteriezellen wird durch die finnischen Partner realisiert. Für die deutschen Partner ist eine Verwertung der Prozess- und Anlagentechnik für die Herstellung im Bereich der zukünftigen Batterietechnologien möglich. Das Verfahren kann darüber hinaus zur Erzeugung von intelligenten Textilien (smart textiles) für Sensor- oder Filteranwendungen eingesetzt werden. Durch die Kombination von Verfahrensentwicklung mit den Anforderungen innovativer Batteriekomponenten kann ein Wissensvorsprung für europäische Anlagenbauer, Material- und Zellhersteller erzeugt werden, um zukünftig stärker an den weiter steigenden Absatzzahlen des Batteriemarktes zu partizipieren.

Projektdauer: 01.09.2018 − 30.04.2021

Projektkoordinator:
Dr. Benjamin Schumm
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS)
Telefon: +49 351 83391-3714
E-Mail: benjamin.schumm@iws.fraunhofer.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Katrin Schlimm, M.Sc.
Telefon: +49 721 608-25293
E-Mail: katrin.schlimm@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemdarstellung
Durch die Herausforderungen der Elektromobilität besteht ein Bedarf an einer erhöhten Leistungsfähigkeit und kostengünstigen Herstellbarkeit von mobilen Energiespeichern. Bisher dominieren asiatische Anbieter den weltweiten Batteriezellenmarkt mit der Lithium-Ionen-Technologie. Europa bereitet unterdessen den nächsten Innovationssprung vor: Neue Batteriezellenchemie in Kombination mit einem innovativen Herstellungsverfahren der Elektroden. Das Ergebnis könnte alle bisherigen Maßstäbe, besonders die der maximal möglichen Energiedichte, übertreffen. Großes Entwicklungspotenzial besteht in trockenen Herstellungsverfahren, da der aufwändigste Prozessschritt des Trocknens bei nasschemischen Verfahren entfällt. Industriell ist dieses Verfahren jedoch bislang nicht verfügbar.

Projektziel
Hier setzt das Projekt DryProTex mit Innovationen in den Bereichen Werkstoff, Prozesstechnologie und Anlagenbau an. Es verfolgt das Ziel, eine zukunftsgewandte, kostengünstige und skalierfähige Pulver-zu-Rolle-Technologie auf Textilbasis als Alternative zu etablierten lösungsmittelbasierten Beschichtungsprozessen zu entwickeln.

Vorgehensweise
Im Vordergrund steht ein vielseitig einsetzbares Verfahren zur lösemittel- und wasserfreien Herstellung der Batterieelektroden mittels heiß gepresstem, textilähnlichem Elektrodenfilm. Im ersten Schritt werden leistungsfähige Binder und leitfähige Aktivmaterialien für die Pulvermischung entwickelt und deren direkter Einfluss auf die Prozessentwicklung zur Herstellung textiler Elektroden untersucht. Die dabei gewonnenen Kenntnisse fließen in die Konzeptionierung der Anlagentechnik ein. Die Vielseitigkeit des Verfahrens wird anhand von drei zukunftsweisenden Batterietechnologien auf Basis von Lithium-Schwefel, Natrium und schließlich Mangandioxid erprobt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Bei erfolgreicher Umsetzung könnten zukünftig mit dem neuartigen Verfahren bis zu 15 Prozent in Bezug auf Energie- und Materialaufwand eingespart werden. Die direkte Vermarktung in Batteriezellen wird durch die finnischen Partner realisiert. Für die deutschen Partner ist eine Verwertung der Prozess- und Anlagentechnik für die Herstellung im Bereich der zukünftigen Batterietechnologien möglich. Das Verfahren kann darüber hinaus zur Erzeugung von intelligenten Textilien (smart textiles) für Sensor- oder Filteranwendungen eingesetzt werden. Durch die Kombination von Verfahrensentwicklung mit den Anforderungen innovativer Batteriekomponenten kann ein Wissensvorsprung für europäische Anlagenbauer, Material- und Zellhersteller erzeugt werden, um zukünftig stärker an den weiter steigenden Absatzzahlen des Batteriemarktes zu partizipieren.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu