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Batterietechnik PEM arbeitet an neuem Produktionsprozess für Elektroden

Von Sven Prawitz 2 min Lesedauer

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Die RWTH Aachen, der Entwicklungsdienstleister PEM Motion und das Start-up Nanoloy wollen einen neuen Fertigungsprozess für Akkuzellen entwickeln. Dieser soll den Einsatz neuer Zellchemien ermöglichen.

Das Bild zeigt Elektrodenmaterial für eine Batteriezelle. Die RWTH Aachen forscht auf diesem Gebiet.(Bild: PEM RWTH Aachen)
Das Bild zeigt Elektrodenmaterial für eine Batteriezelle. Die RWTH Aachen forscht auf diesem Gebiet.
(Bild: PEM RWTH Aachen)

Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen und der Ingenieursdienstleister PEM Motion sind eine Partnerschaft mit dem niederländischen Start-up-Unternehmen Nanoloy eingegangen. Gemeinsam wollen die Partner neue Elektroden und Fertigungstechniken für Batterien entwickeln.

Konkret geht es laut RWTH um ein neuartiges Produktionskonzept, das bisher unübliche Zellchemien erlauben und die Verwendung von Bindern sowie den Einsatz toxischer Lösungsmittel überflüssig machen soll.

Plasma-Beschichtung für Akkuzellen

Laut Mitteilung stellt Nanoloy unter anderem Hochleistungs-Siliziumanoden her, die bei der Produktion geringere Kosten verursachen sollen. Das Unternehmen mit Sitz in Den Haag verwendet dazu einen neuartigen Plasma-Beschichtungsprozess als Kerntechnik. Die Forschungs- und Entwicklungs-Pilotlinie des Start-ups werde derzeit im Elektromobilitätslabor des Lehrstuhls PEM errichtet und soll zum zweiten Quartal 2024 einsatzbereit sein. Das Team um die Professoren Achim Kampker und Heiner Heimes soll die Elektrodenentwicklung sowie die Skalierung der Anlagentechnik bis auf Gigafactory-Niveau unterstützen, heißt es weiter.

Der neu konfigurierte Plasmadrucker von Nanoloy habe vielversprechende Elektroden erzeugt, darunter leistungsstarke Anoden mit 50 Prozent Siliziumanteil. Mit der Pilotlinie in Aachen sollen sowohl Feststoffbatterien gefertigt und herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verbessert werden können. Wie die neuen Produktionsprozesse für aktuelle und künftige Batterietechnik eingesetzt werden können, gehöre nun zu den Forschungsschwerpunkten am Lehrstuhl PEM.

Geringe Produktionskosten, viele Ladezyklen

Kampker beziffert die Ziele der Zusammenarbeit: Man wolle in den nächsten drei Jahren Elektroden produzieren, mit deren Hilfe sich die Leistungsparameter von Batterien deutlich steigern lassen. Gegenüber heute am Markt erhältlichen Lithium-Ionen-Batterien sollen die Akkus mit den neuartigen Elektroden eine um 33 Prozent gesteigerte Lebensdauer und eine 50 Prozent höhere Energiedichte haben.

Zudem sollen die Produktionskosten um 40 Prozent sinken. Die Technik eigne sich für bis zu 3.000 Ladezyklen und habe eine Energiedichte von bis zu 450 Wattstunden pro Kilogramm. Die Produktionskosten sollen weniger als 70 US-Dollar je Kilowattstunde auf Zellebene betragen.

Die RWTH plant zudem eine Zehn-Gigawattstunden-Produktionsanlage in der EU bis zum Jahr 2028. Die Hochschule beruft sich dabei auf Angaben von Nanoloy.

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