Titomic und RPI erforschen die Herstellung von Elektroden mit Kaltstrahlspritzen
Das australische Unternehmen Titomic und das Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) haben eine Allianz gebildet, um ein innovatives Fertigungsverfahren zu erforschen. Ihr Ziel ist es, die Kaltstrahlspritz-Technologie (cold spray) zur Produktion von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien zu nutzen. Diese Zusammenarbeit soll revolutionieren, wie diese kritischen Komponenten hergestellt werden, und verspricht, ihre Produktion zu beschleunigen und effizienter zu gestalten. 🔬
Wie funktioniert die Kaltstrahlspritze für Batterien?
Die Kaltstrahlspritze ist ein Depositionsprozess, bei dem Metallpulverpartikel mit einem heißen Gas auf extrem hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Beim Aufprall auf ein Substrat verformen sich diese Partikel und verbinden sich, wodurch eine feste Schicht entsteht, ohne das Material schmelzen zu müssen. Zur Herstellung eines Elektroden könnte diese Technik die Schichten aus aktivem Material und Leitern direkt auf den Stromsammler auftragen und damit mehrere konventionelle Schritte eliminieren.
Mögliche Vorteile der Kaltstrahlspritze:- Eliminiert Prozesse wie Mischen, Aufstreichen auf Folien und Trocknen der Materialien.
- Ermöglicht eine präzise Kontrolle über Dicke und Zusammensetzung der abgeschiedenen Schicht.
- Könnte die Verwendung neuer aktiver Materialien oder komplexer Kombinationen erleichtern.
Die Herausforderung besteht nicht nur darin, das Material zu befestigen, sondern sicherzustellen, dass die resultierenden Batterien ihre Ladung effizient und langlebig halten.
Die Rolle der akademischen Forschung
Das Team des RPI, angeführt von Professor Daniel Lewis, wird sich darauf konzentrieren, zu analysieren, wie verschiedene Parameter des Kaltstrahlspritzprozesses die endgültigen Eigenschaften der Elektrode beeinflussen. Ihre Arbeit ist entscheidend, um die Beziehung zwischen Fertigungsmethode und Batterieleistung zu verstehen.
Schlüsselziele des Forschungsprojekts:- Zu bewerten, wie Geschwindigkeit und Temperatur des Gases die Mikrostruktur der Elektrode beeinflussen.
- Optimale Porosität, Haftung und elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, um die Leistung zu maximieren.
- Den Prozess zu kontrollieren, um Elektroden mit höherer Energiedichte zu produzieren.
Auswirkungen auf die Zukunft der Batterien
Wenn diese Zusammenarbeit zwischen Titomic und RPI erfolgreich ist, könnte sie einen Weg ebnen, um die Skalierung der Produktion leistungsstärkerer und kostengünstigerer Batterien zu ermöglichen. Ein schnellerer und direkterer Prozess zur Herstellung von Elektroden würde nicht nur der Elektrofahrzeugindustrie zugutekommen, sondern allen Geräten, die auf Lithium-Energiespeicherung angewiesen sind. Der nächste Schritt ist, diesen vielversprechenden additiven Fertigungsprozess in eine industriell nutzbare Lösung umzuwandeln. ⚡