Diehm, Kumberg

Ein kostenentscheidender und noch nicht hinreichend verstandener Prozessschritt bei der Herstellung dünner Filme, für Anwendungen wie die der organischen Elektronik oder im Bereich Lithium-Ionen Batterien, ist deren Beschichtung im Schlitzgussverfahren.In dieser Masterarbeit soll ein grundlegendes Verständnis für die intermittierende, strukturierte Beschichtung von mikrometerfeinen Filmen im Schlitzgussverfahren und den vorliegenden Prozess-Eigenschaftsbeziehungen entwickelt werden. Zunächst sollen durch eine systematische Bedarfsanalyse die relevanten Qualitätsmerkmale von strukturierten Elektroden identifiziert werden. Diese soll unter anderem die Profilstruktur der Filmstart- sowie Abrisskante sowie Filmhomogenität beinhalten. Für die Herstellung der Elektroden mit gezielter Profilstruktur soll anschließend der vorhandene Aufbau in der Rolle-zu-Rolle Beschichtungsanlage gezielt angepasst werden. Zur Einstellung von definierten Trocknungsbedingungen bei der Rolle-zu-Rolle Herstellung von Elektroden sollen die Trocknerzonen der Pilotbeschichtungsanlage hinsichtlich deren Wärmeübertragungskoeffizienten in Abhängigkeit der Trocknungsparameter untersucht werden. Es soll ein Verständnis der Prozess-Eigenschaftsbeziehungen bei der Trocknung entwickelt werden. Mit vergleichbaren Einstellungen wie bei der vorhandenen isothermen Batch-Trocknung soll die Übertragbarkeit der Elektrodeneigenschaften untersucht werden. Dies betrifft insbesondere die mechanischen Eigenschaften der Elektroden wie Haftkraft und mechanische Beanspruchbarkeit. Die Trocknereinstellungen sollen zum einen in Hinblick auf notwendige mechanische Eigenschaften, insbesondere bei hochkapazitiven Elektroden aber auch im Hinblick auf Durchsatzzeiten optimiert werden. Elektroden welche mit gezielter Filmstruktur und optimierten Trocknereinstellungen hergestellt wurden, sollen auf deren Eigenschaften und Performance hin untersucht werden. Dabei sollen kritische Qualitätsmerkmale identifiziert und herausgearbeitet werden.