Qualitätsverbesserung von trockenem Kathodenmaterial mittels Drehmoment-Rheometrie
Charakterisierung der PTFE Fibrillierung in trockenen Elektroden Massen mit einem Meßkneter
Die konventionelle Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien resultiert in nassen Elektrodenpasten, die auf Kollektorfolien aufgetragen werden. Anschließend werden die Elektroden in großen Öfen getrocknet, die viel Platz einnehmen und einen immensen Energieverbrauch haben.
Für die Kathode wird üblicherweise das giftige und teure Lösungsmittel NMP verwendet. NMP muss recycelt werden, was zu zusätzlichen Produktionskosten führt. Um diese Kosten zu minimieren, wird versucht, kostengünstige und umweltfreundliche lösungsmittelfreie Kathodenformulierungen zu entwickeln.
Für diese lösungsmittelfreien Mischungen hat sich Polytetrafluorethylen (PTFE) als geeignet erwiesen. PTFE kann unter bestimmten Verarbeitungsbedingungen Fibrillen bilden, die das aktive Material der Kathode miteinander verbinden.
Die Herstellung solcher trockenen Elektrodenformulierungen erfordert hohe Scherkräfte, welche von gleichlaufende parallele Doppelschneckenextruder aufgebracht werden können. Für Untersuchungen geeigneter Kathodenformulierungen und Bindemittelsysteme kann ein Messkneter verwendet werden, um kleinere Mengen von Proben chargenweise zu mischen und zu charakterisieren.
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