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CUSTOMCELLS® ERWEITERT DIE ELEKTRODENFERTIGUNG

CUSTOMCELLS® installiert eine weitere Beschichtungsanlage.


INBETRIEBNAHME DER ZWEITEN BESCHICHTUNGSANLAGE

CUSTOMCELLS® installiert eine weitere Beschichtungsanlage für die industrielle Produktion von Lithium-Ionen-Elektroden. Das Hauptziel besteht darin, den Herstellungsprozess der negativen und positiven Elektroden weiter zu optimieren und die Fertigung der Anoden und Kathoden komplett getrennt voneinander aufzuarbeiten, um so das vorhandene Risiko einer Kreuzkontamination auszuschließen. Diese Kontamination kann z.B. bei der unvollständigen Reinigung einer Anlage im Zuge der Umrüstung durch das Vorhandensein von Übergangsmetallionen an der Graphitelektrode entstehen. Zusätzlich minimieren sich die Reinigungs- bzw. Umrüstzeiten immens - bei gleichzeitig deutlicher Erweiterung der Fertigungskapazität.

Die Trennung der Produktionsprozesse – auch die räumliche Trennung im Rahmen der Herstellung der Elektrodenpasten – ist im Rahmen der Elektrodenfertigung zur Gewährleistung einer hohen Leistung der Lithium-Ionen-Elektroden unerlässlich. Auf Basis der neuen Beschichtungsanlage kombiniert CUSTOMCELLS® eine hochwertige Elektrodenbeschichtung mit einer hohen Flexibilität in Bezug auf Massenbeladung, Substrate, Aktivmaterialien und Lösungsmittel. Es können Elektrodenwickel auf der Basis von Elektrodenpasten verarbeitet und entwickelt werden, die auf Wasser- oder organische Lösungsmittel basieren. Ein Teil der mit organischen Lösungsmitteln prozessierten Kathoden wurde im Zuge der Nachhaltigkeit bereits auf wässrige Systeme umgestellt. Bereits heute hat CUSTOMCELLS® Elektrodenpasten-Rezepturen mit mehr als 14 verschiedenen Aktivmaterialien am Markt etabliert. CUSTOMCELLS® investiert somit weiter in die Zukunft und gewährleistet weiterhin die optimale Verarbeitung neu entwickelter Materialien.

Die neue Beschichtungsanlage der Firma MATHIS beinhaltet zwei Inline-Qualitätssicherungssysteme: Ein Kamerasystem zur Messung der Offset-Abweichung und zur Regelung der Tab-Breite sowie ein System zur Messung der nassen und getrockneten Elektrodenbeladung mittels Ultraschall. Anhand der neuen Produktionsanlage kann CUSTOMCELLS® die jährliche Produktionsleistung im Bereich der Elektrodenfertigung mehr als verdoppeln.

WARUM GIBT ES EINEN LEISTUNGSABFALL BEI LITHIUM-IONEN-BATTERIEN?

Der elektrochemische Leistungsabfall während der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien ist unvermeidlich und letztlich auf chemische Prozesse an den Elektroden und den Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen zurückzuführen. Dabei haben die Betriebsbedingungen, denen die Zelle während ihrer Lebensdauer ausgesetzt ist, einen großen Einfluss auf die Alterung. Dies sind u.a. die Spannungsabschaltgrenzen, Lade- und Entladeraten sowie das Temperaturfenster. An der negativen Elektrode (meist Graphit) wird die beschleunigte Alterung oft entweder durch die Auflösung oder Neubildung der Feststoff-Elektrolyt-Zwischenphase, einer Passivierungsschicht, die sich an der Grenzfläche negative Elektrode/Elektrolyt bildet, bei höheren Temperaturen oder durch Lithium-Metallisierung bestimmt. 

Im Gegensatz dazu beruht die Leistungsverschlechterung an der positiven Elektrode meist auf der teilweisen Auflösung der Übergangsmetallionen des kathodenaktiven Materials in den Elektrolyten oder aber durch die Reaktion mit dem Elektrolyten, die durch erhöhte Temperaturen und hohe Abschaltpotentiale zusätzlich gefördert wird. Neben der Zerstörung und dem Kapazitätsverlust des positiven Elektrodenmaterials selbst ist die Interferenz der gelösten Übergangsmetallionen in Verbindung mit  der negativen Elektrode eine ernsthafte Herausforderung, die zu blockierten Diffusionswegen auf der Graphitoberfläche und damit zu einer Erhöhung des Zellinnenwiderstandes führen kann. 

Die dargestellten Überlegungen zeigen, dass die Batteriealterung auf vielfältige und komplexe Ausfallmechanismen zurückzuführen ist. Um die Anzahl der möglichen Ausfallmechanismus-Quellen zu reduzieren, ist der Zellherstellungsprozess inklusive einer hochwertigen Elektrodenfertigung von großer Bedeutung für die Gewährleistung unseres CUSTOMCELLS® Qualitätsanspruches. 

SIE HABEN INTERESSE AN UNSEREN ELEKTRODEN?

Bitte kommunizieren Sie Ihr Interesse unter +49 4821 133 92 00 bzw. contact@customcells.de an unser CUSTOMCELLS® Salesteam. Herr Jörg Scheele steht Ihnen gerne für Detailfragen bereit. Wir stellen Ihnen gerne weitere Informationen zu unseren Elektrodenwickeln zur Verfügung und erstellen Ihnen bei Bedarf gerne ein individuelles Angebot.

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