Beschichtungsverfahren für Festkörperbatterien

Um Festkörperbatterien industriell herstellen zu können, müssen die Formgebungsprozesse für die neuen Materialien zunächst ausführlich innerhalb der Prozesskette untersucht werden. Dafür verarbeiten die Forscher im ZESS sulfidische, polymere und oxidische Festelektrolyte. Damit Herausforderungen wie die Herstellung dünner, dichter Separatorschichten sowie Elektrodenschichten mit hohem Aktivmassenanteil adressiert werden können, müssen Beschichtungsverfahren für Kathode und Anode evaluiert werden. Dabei werden in Bezug auf die Kathode Formgebungsverfahren wie Extrusion, Rakeln und Schlitzdüsenbeschichtung untersucht. Für die Anode werden Dünnschichttechnologien wie die physikalische und chemische Gasphasenabscheidung (Physical/Chemical Vapor Deposition, PVD/CVD) sowie die galvanostatische Abscheidung betrachtet.

Die Fertigung von Kathoden und Separatoren kann im Labormaßstab zur Evaluierung neuer Zusammensetzungen und im größeren Maßstab mittels diskontinuierlicher Sheet-to-Sheet-Beschichtung zur Erprobung von Prozessparametern erfolgen. Die Arbeiten dienen zudem der Skalierung eines automatisierten, kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Prozesses im Trockenraum. Begleitend werden diese Beschichtungsverfahren durch eigens entwickelte Inline-Methoden analysiert.