TU München: Beschleunigung der Batterieherstellung

Entwickler von Bosch und ein Forschungsteam der TU München konnten mit Hilfe von Neutronen zeigen: Im Vakuum sind Lithium-Ionen-Zellen bereits nach 50 Minuten mit Elektrolyflüssigkeit befüllt. Mit diesem Wissen kann der Herstellungsprozess beschleunigt werden.

Unnötige Wartezeiten verlangsamen die Herstellung

Einer der zeitlich aufwendigsten Prozesse in der Batterieherstellung ist das Befüllen der Lithium-Ionen-Zellen mit Elektrolytflüssigkeit. Und das, obwohl das Befüllen selbst nur wenige Sekunden dauert. Grund dafür sind lange Wartezeiten. „Um sicher zu gehen, dass auch wirklich alle Poren der Elektrode mit Elektrolyt gefüllt sind, planen die Hersteller eine lange Sicherheitsmarge ein“, sagt Bosch-Entwickler Dr. Wolfgang Weydanz. „Das kostet Zeit und Geld.“

Mit Hilfe von Neutronen, die vom Metallgehäuse des Akkus kaum absorbiert werden, können Prozesse im Inneren der Akkus sehr gut analysiert werden. Zusammen mit Wissenschaftlern der TU München und der Universität Erlangen-Nürnberg untersuchten Mitarbeiter der Firma Bosch den Befüllprozess daher an der Neutronenradiografie- und Tomografieanlage ANTARES der Forschungs-Neutronenquelle FRM II in Garching.

Befüllungszeiten ermittelt

Im Licht der Neutronen zeigte sich, dass im Vakuum bereits nach gut 50 Minuten die gesamte Elektrode benetzt ist - rund doppelt so schnell wie unter Normaldruck. Zudem nimmt die Elektrode unter Vakuum zehn Prozent mehr Elektrolytflüssigkeit auf. Grund dafür ist, dass keine Gase die Benetzung mit Flüssigkeit behindern, was das Forschungsteam mit Hilfe der Neutronen erstmalig ermitteln konnte.

Viele Hersteller von Lithium-Ionen-Zellen befüllen die leeren Zellen bereits unter Vakuum. Mit dem Wissen um die tatsächliche Befüllungszeit können die bisherigen Wartezeiten verkürzt werden, was den Herstellungsprozess insgesamt beschleunigt. Dadurch können auch die Kosten und die bei der Herstellung freigesetzten CO2-Emissionen reduziert werden. (sih)

 

Quelle (auch Bildquelle): TU München

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