Aufgabestellung

In Zukunft werden Stromspeicher zu immer wichtigeren Teilen der Energiesysteme, insbesondere für die kommende E-Mobilität und für die Verwendung im Alltag. Lithium-Ionen-Batterien (LIB) gelten aufgrund ihrer Eigenschaften wie hoher Energiedichte, hoher Leistungsdichte sowie langer Lebensdauer als Basis für die Elektrifizierung. Auf diesem Weg sind allerdings noch weitere Verbesserungen vor allem hinsichtlich der Prozessierung sowie der Produktionskosten möglich und notwendig. In diesem Bereich könnte der Einsatz von hochkapazitiven Elektroden signifikante Vorteile bieten, weswegen deren Eigenschaften und Herstellungsprozess Themen intensiver Forschung sind.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll die Beschichtung von doppellagigen Anoden für Lithium-Ionen-Batterien untersucht werden. Hierbei ist das Ziel, eine sog. Vorgradierung an Binder in einer mehrlagigen Elektrode einzustellen, um der Bindermigration, welche im Trocknungsschritt auftritt, entgegenzuwirken. Dazu muss der Einfluss unterschiedlicher Materialeigenschaften auf die Prozessfenster für Einzellagen und für doppellagige Elektroden untersucht werden. Zusätzlich muss gewährleistet sein, dass keine Durchmischung der beiden Lagen während des Beschichtungsschrittes auftritt. Dazu wurden bereits Ergebnisse für doppellagige Elektroden gleicher Materialeigenschaften erzielt. In dieser Arbeit soll der Einfluss der Materialeigenschaften des Beschichtungsfluids auf die Filmdurchmischung umfassend aufgeklärt werden. Dazu müssen die Mechanismen der Filmdurchmischung und die Auswirkung von Prozessbedingungen ermittelt werden.