Akkus ausdrucken 🤯 20% BILLIGER als bei Gigafactorys? D.Fenske & M.Kohl (Fraunhofer IFAM)

00:00:04: Liebes Publikum, wir beschäftigen uns ja hier seit Wochen sehr akribisch mit der Donut-Festkörper-Batterie.

00:00:10: Ihr erinnert euch vor ein paar Wochen da hatten wir mit Dr.

00:00:13: Joachim Sann dieses spannende Produktionsverfahren Siebdruck erörtert das ja angeblich von diesem deutschen Zellentwickler für Donut angewandt wird Unabhängig davon, welche Zellen-Donate jetzt wirklich in seine Batterien reinsteckt.

00:00:28: Da haben unsere Spekulationen hier offenbar über mögliche Chinone oder so und das Druck von Batterien ganz allgemein ganz viele neue Ideen hervorgebracht.

00:00:37: Daniel wir haben jetzt über zwanzig E-Mails von unseren Hörern bekommen.

00:00:41: vielen Dank an euch da draußen.

00:00:42: die kamen grundsätzlich aus der Forschung aber auch aus der Industrie.

00:00:46: da hieß es geil ihr habt uns auf ganz ganz neue Idehen hier gebracht Und genau deshalb beschäftigen wir uns heute mit Siebdruck von Batterien und gucken mal in die Forschung, was da heute schon möglich ist.

00:00:58: Ja und dazu haben wir die beiden perfekten Gäste aus der Forschung eingeladen und zwar Dr.

00:01:02: Daniela Fenske und Mario Kohl.

00:01:04: Herzlich willkommen im Podcast!

00:01:06: Hallo!

00:01:07: Daniela du bist Gruppenleiterin für elektrochemische Technologien- und Zelldiagnostik in der Abteilung Elektrische Energiespeicher bei dem Fraunhofer Institut IFAM und Mario Du bist Projektleiter und Fachdozent Functional Printing ebenfalls bei Fraunhofer IFAM.

00:01:21: Okay, dann Jela.

00:01:22: Dann beginnen wir mal ganz vorne erstmal ganz grundsätzlich gedruckte Batterien.

00:01:27: Gibt es denn das schon irgendwie auf dem Markt?

00:01:29: Und vielleicht erklässt du auch mal ganz zu Beginn was heißt gedruckten Batterien eigentlich?

00:01:33: betrugt man da wirklich alle Komponenten einer Zelle?

00:01:36: oder sind das nur einzelne Dinge wie zum Beispiel das Speichermaterial, was man dann auf die Folie druckt

00:01:41: und setzt sich gedruckter Batterien oder auch Printed Batteries gibt es zu kaufen.

00:01:47: Es sind jetzt nicht die klassischen Zellen, die man halt im Supermarkt sieht.

00:01:51: Diese klassischen zylindrischen Rundzellen sind sicherlich allen bekannt.

00:01:54: Das sind eher so kleinere Flachformate vielleicht ein bisschen dicker als ein Blatt Papier und eignen sich dann eben auch für sehr spezifische Anwendungen ja gerade im Internet-of-Sings Bereich oder Signalübertragung bei Paketen irgendwo zu aufbringen um da Signale zu übertragen.

00:02:10: Und das sind häufig dann aber eben primäre Batterien, das heißt sie sind nicht wieder aufladbar und auch im Prinzip so ausgerichtet dass sie wegwerfbar sind.

00:02:18: Das ist dann natürlich auch wichtig.

00:02:20: Das heißt es sind Zellchemien die umweltverträglich sind.

00:02:24: da gibt es tatsächlich Produkte die dann angefangen von den Ableitern über diese Aktivschicht wie du sagtest alles aufdrucken auf.

00:02:32: ne ja sag ich mal Polymerfolie, Kunststofffolie die am Ende dann versiegelt wird und dann am Ende wieder ein Plus- und Minuspol entsteht und man eine Batterie hat.

00:02:42: Eine sehr flache Batterie.

00:02:44: was jetzt ein bisschen neuer ist wo wir uns natürlich auch fokussieren sind insbesondere wieder aufladbare Batterien.

00:02:50: das ist schon wieder ein bisschen schwieriger.

00:02:52: und natürlich möchten wir auch gerne High Energy Batterien also Batterie mit hohen Energiedichten realisieren.

00:03:00: Und da ist der Siebdruck eben so charmant, den wir hier einsetzen weil wir sehr, sehr dicke Schichten also sehr viel Aktivmaterial auf diese Ableiterfolien auftragen können und ja... Da hat der Siebtruck sehr viele Vorteile im Vergleich zu klassischen Herstellverfahren und das ist im Prinzip das was wir hier voranbringen.

00:03:18: Das hört sich ja super interessant an.

00:03:20: bis hier schon mal Mario.

00:03:21: jetzt gehen wir nochmal zwei Schritte zurück Siebdruck, ganz allgemein.

00:03:25: Ich glaube das kennen unsere Hörer davon wenn man zum Beispiel mal so ein T-Shirt drucken will oder so.

00:03:29: Thampon Druck ist glaub ich so ein bisschen ähnlich hat aber überhaupt nichts zu tun mit diesem typischen Zeitungsdruck beispielsweise Offset Druck und so weiter.

00:03:37: kannst du mal Siebtruck und Inkjet erklären?

00:03:39: was ist denn das eigentlich?

00:03:41: Grundsätzlich ist beim Siebtrück halt so ich habe einen Stoff oder eine Gewebe wo ich eine Schicht drauf mache die ich dann strukturieren kann.

00:03:50: das heißt wenn ich jetzt zum Beispiel euer geladen Podcast-Global zum Beispiel nehmen würde und das dann da drauf mache, dann lasse ich einen Teil von dem Gewebe offen.

00:04:01: Nämlich da wo ich nachher durchdrucken möchte.

00:04:03: Dann habe ich eine Farbe jetzt in der Hinsicht oder bei uns dann halt die Batteriepaste Und dann habe ich Eine sogenannte Rakel.

00:04:13: Das ist so ein Art Gummi.

00:04:15: Damit streiche ich dann über das Sieb drüber und an den Stellen wo das Geweben offen ist Da kann die Paste halt durchgehen und darunter habe ich dann das, worauf ich dann drucken möchte.

00:04:26: Beim T-Shirt ist es halt das T-shirt.

00:04:28: Bei uns sind es zum Beispiel eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie wo das Aktivmaterial draufkommt.

00:04:35: dadurch dass sich das an der Durchdrucke wird es nur an den Stellen gedruckt wo es quasi offen ist Und dann bin ich in der Hinsicht auch schon fertig.

00:04:42: Es ist ein relativ schnelles Verfahren weil es das Ganze nur einmal darüber rakelen muss.

00:04:48: dann muss ich es danach auch noch trocknen, bei den T-Shirts halt auch ähnlich oder da wird's noch über UV gemacht.

00:04:55: Und dann ist das Ganze aber quasi fertig und ich arbeite mit einem Pastenmaterial was so ein bisschen ist wie, ich sag mal im Haushalt hat man sowas wie Ketchup oder sowas eine Zahnpasta

00:05:07: d.h.,

00:05:07: wenn ich da Druck draufbringe oder Bewegung rein bringe, dann wird die flüssiger und dadurch funktioniert dieser Prozess überhaupt erst.

00:05:16: Beim Inkjet ist es dann anders, das kennt man auch von zu Hause oder früher vielleicht.

00:05:20: jetzt hat man eher Laser Drucker aber früher gab's auch die Inkjet-Drucker im Büro oder auch Zuhause wo ich eine Tinte habe.

00:05:31: Beim Grafischen sind es dann irgendwelche Pigmente, die da drin sind, die mir die Farbe geben.

00:05:35: oder wir arbeiten hier am IFM auch mit Inkjet oder auch Aerosol Jet.

00:05:41: Das ist noch ein anderes ähnliches Verfahren wo man mit Tinten arbeitet, wo aber wirklich sehr feine Partikel drin sind.

00:05:49: So genannte Nanopartikel weil einfach die Druckköpfe sonst gar nicht diese dickeren Partikel dadurch bekommen würden.

00:05:56: und ein großer Unterschied ist hat auch ich hatte ja gesagt wir machen beim Siebdruck eine Form fertig, eine physische Druckform sozusagen einen Drucksieb.

00:06:06: Und wenn ich da jetzt sage, okay.

00:06:08: Ich möchte aber nicht den Geladen Podcast drucken sondern das IFAM Logo dann brauche ich ja zwei unterschiedliche Siebe.

00:06:15: Wenn ich das Ganze mit dem Inkjet machen würde, würde ich einfach nur das andere Layout einladen in die gleiche Anlage und könnte innerhalb von kurzer Zeit verschiedene Layouts druckt.

00:06:29: Jetzt hast du es schon super erklärt mit Siebdruck, dass man das ein bisschen besser versteht.

00:06:33: Kannst du das jetzt mal bei der Batteriezellfertigung so gegenüberstellen zu dem klassischen Verfahren?

00:06:38: Also was sind da die großen Unterschiede?

00:06:41: Beim klassischen habe ich dann einen eher flüssigeren Slurry, der dann auf den Ableiter eigentlich so abgelegt beschichtet wird.

00:06:50: Dort ist relativ viel Lösemittel drin damit es halt auch diese Fließfähigkeit hat Und das hat man ja auch schon öfter mal gehört.

00:06:59: Man hat dann halt im Nachgang sehr lange Trockenungsstrecken, weil ich natürlich das Lösemittel wieder rausholen muss und da gibt es halt gewisse Einschränkungen in der klassischen Herstellerweise.

00:07:09: wie viel Schichtdicke also wie dick kann ich eigentlich das Ganze sozusagen beschichten?

00:07:16: Weil ich sonst Probleme bekomme mit Trocknungsrissen, weil man kann sich hervorstellen wenn nicht irgendwie oder sechzig bis siebzig, achtzig Prozent an Lösemitteln in meiner Schicht drin habe und das rausholen muss.

00:07:27: Dann sieht es nachher aus wie im Sommer irgendwie die Erde und ist alles ganz aufgerissen.

00:07:33: Und beim Siebtruck haben wir in der Hinsicht zwei Vorteile, die dem entgegenwirken.

00:07:40: Das eine ist Wir können mit höher viskosen Materialien arbeiten.

00:07:44: Das heißt, wir brauchen weniger Lösemittel.

00:07:49: nicht nur einmal drucken und trocknen, sondern ich kann das Ganze auch nacheinander.

00:07:53: Ich kann es auch immer wieder machen.

00:07:55: Das heißt, ich drücke und trocke und drucke und trocken und kann darauf basierend dann halt schauen wie viel Aktivmaterial möchte ich denn quasi eigentlich auf meinen Ableiter oder auf meine Folie einfach aufbringen?

00:08:09: Also ich höre raus, die Formen sind völlig flexibel.

00:08:12: Die Höhen sind auch flexibel!

00:08:13: Da frage ich mich natürlich im Umkehrschluss ob zwischen diesen Lagen sozusagen irgendwas beachtet werden muss.

00:08:19: aber jetzt machen wir trotzdem noch mal den Schritt zurück.

00:08:21: Daniela welche grundsätzlichen wissenschaftlichen Fragestellungen interessieren euch denn beim Siebdruck?

00:08:26: Was ist da gerade sozusagen State of the Art.

00:08:30: was sind so die ganz großen Fragestellerung wenn du das jetzt mal reflektierst?

00:08:34: Es fingt im Prinzip bei dem Material Eigenschaften an.

00:08:37: bei den Fragestellungen, wenn ich jetzt Ultra High Power Elektroden beispielsweise haben möchte.

00:08:43: Also die sehr viel Leistung ziehen können ist die Beschichtung ja meist so sehr porös.

00:08:49: Ich habe kleine Partikel und brauche natürlich trotzdem noch ein gewisses Maß an Energiedichte.

00:08:55: in dieser Anwendung fängt es im Prinzip beim Partikel-Design ein.

00:08:59: Genau so andersherum, wenn ich jetzt High Energy Elektroden mit Dickschicht applizieren möchte habe ich größere Partikel.

00:09:08: auch wenn sie am Ende dieser Siebdruckpaste natürlich verarbeitet sind müssen sie durch das Sieb aufgebracht werden und natürlich am Ende auch die Funktion in dieser dicken Schicht gewährleistet sein.

00:09:20: Das heißt ich kann natürlich sehr sehr dicke Schichten applizierten bringt mir aber möglicherweise nicht mehr Energiedichte, weil ich ja immer noch im System auch flüssig Elektrolyt beispielsweise habe.

00:09:32: Und das heißt, ich muss sehr genau darauf achten wie stelle ich diese Puresität also die Freistellen in dieser Beschichtung ein damit ich genügend Elektrogythabe aber auch gute Leitfähigkeit.

00:09:45: Das sind alles die klassischen Designregeln, die man für die Elektrodenentwicklung auch bei klassischen Herstellverfahren berücksichtigen muss.

00:09:53: Und man hat hier jetzt beim Siebdruck tatsächlich mehr Freiheitsgrade.

00:09:57: also wenn wir nochmal eben auf das Thema Dickschicht gehen weil es natürlich schon auch ein Enabler.

00:10:02: im Prinzip ist für den Siebtruck zu sagen ich habe vielleicht einen aktiven Material was von den Materialeigenschaften her nicht so hohe Energiedichte mit sich bringt.

00:10:11: Hier es aber dann wirklich in dicken Schichten auftragen kann, steigt sozusagen die Flächenkapazität also die Kapazität pro Fläche.

00:10:19: Dann komme ich beispielsweise im Vergleich von Digium-Eisenphosphatmaterialien, auch in Regionen möglicherweise.

00:10:25: Von Nickelcobalt-Manganoxid-Materialien die ja so die High Energy-Kartonen Materialien sind muss aber natürlich dann berücksichtigen dass sich höhere Schichtdicken haben und Ich möchte ja auch noch immer schnell laden können also eine gewisse Zeradenfähigkeit haben.

00:10:39: das heißt ich muss mir dieses Schichtgefüge was ich da aufgebracht habe sehr genau einstellen mit Aditivierung arbeiten vielleicht mit Formbildern arbeiten, die leidfähig sind.

00:10:51: Um die elektrischen Leitpfade einfach aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine hohe Ionen-Beweglichkeit, die ja die Ionen im Lektolyten sind der entscheidend dann für den Übertrag zu gewährleisten.

00:11:01: Das heißt, Poresität auch die Verwundenheit der Poren, die sich da so aufbringt, es sind ganz wichtige Fragestellungen und Optimierungsparameter, auf die man dann achten

00:11:11: muss.

00:11:12: Okay, aber das ist ja super spannend.

00:11:14: Was du gerade gesagt hast, dass man im Prinzip mit eurem Verfahren, mit dem Siebdruckverfahren Zeichemien voranbringen könnte und auf Augenhöhe zu NMC Zeichemin bringen könnte die das bisher eigentlich nicht geschafft haben, die aber ganz viele andere Vorteile haben wie beispielsweise Natriumillionen-Batterien, die eben ja ich glaube so hundertfünfundsiebzig Wattstunden pro Kilogramm stehen da gerade im Raum, die man dann aber natürlich viel besser in Konkurrenz dazu setzen könnte.

00:11:42: Das

00:11:42: ist auch unsere Motivation natürlich, also insgesamt Batteriezellproduktionen nachhaltiger zu machen umweltfreundlicher.

00:11:50: Wie Mario gerade schon gesagt hat kann man halt hier beim Siebdruck viel weniger Lösemittel einsetzen.

00:11:55: Das heißt, das muss ich auch nicht mehr so rausbringen.

00:11:58: Das heißt Ich kann mir Energie beim Trocknen sparen.

00:12:01: Ich kann aber eben auch hier vielleicht nachhaltiger aktive Materialien also nickel-kobaltfreie Materialien in diese Regionen bringen.

00:12:08: und auch für Natriumion ist für uns ein sehr spannendes Thema die natürlich erst mal von den grundlegenden energiedichte Werten hinter dem von Litiumion klassische Materialien liegen.

00:12:20: wenn ich aber trotzdem High Energy dort haben möchte Siebdruck hohe Flächenkapazitäten realisieren.

00:12:28: Und dann kommt es eben auf diese Rezeptur, ja?

00:12:30: Auf das Kochrezept an zum einen beim Mischen schon dieser hochfiskosen Pasten für den Siebtruck und die Siebtrückpaste.

00:12:37: Und am Ende muss sich dieses auch in der Funktion nach der Beschichtung, nach dem Auftrag mit dem Sieb dann erhalten.

00:12:45: Da können wir auch über die Siebgiometrie wieder sehr viel schon an Form- und Struktur reinbringen Und durch diesen Multilagendruck, die wir jetzt ja hier stärker verfolgen eben auch pro Schicht sehr großen Eingriff nehmen in die Zusammensetzung der einzelnen Schichten.

00:13:02: Was dann helfen kann gerade bei Dickschicht und die Funktion auch zu erhalten.

00:13:06: das sind alles so Dinge, die man dann eben sehr schön mit dem Siegblut bei Dick-Schlicht Elektronen genau einjustieren kann.

00:13:13: Also ich weiß nicht wie es euch geht Liebes Publikum, Ich bin total begeistert von dieser Produktionstechnologie.

00:13:19: Mario du hast ja jetzt gesagt Es sind im Prinzip alle Formen möglich.

00:13:23: Es sind im Prinzip alle Schichten, das hat natürlich irgendwie dann doch ein Limit aber grundsätzlich sind alle Höhen irgendwie möglich.

00:13:30: ich habe mich sowieso gefragt in diesem Podcast warum sind wir denn eigentlich limitiert an Rundzelle?

00:13:36: An Pouchzelle oder irgendwie prismatische Zellen?

00:13:39: Das hört sich ja super super flexibel an!

00:13:41: In der Zellform, in der Schichtdicke.

00:13:44: jetzt ist natürlich die Frage spiegelt sich das auch in der sozusagen Wattstunden pro Kilogramm Zelldaten wieder.

00:13:52: Was ist denn die leistungsstärkste oder energie-dichteste Zelle, die dir bekannt ist?

00:13:56: Die siebgedrucktes.

00:13:57: Eine Standardgrafizanode haben wir schon mal mit neun bis zehn milliampere Stunden pro Quadratzentimeter gemacht.

00:14:05: Klassischerweise sind man da so zwei, zweikommer fünf bis drei vier Milliamperestunden was dann schon recht hoch ist.

00:14:16: Die Anode wird ja immer etwas höher ausgelegt im Vergleich zur Kathode.

00:14:21: Ich kann über die Auswahl des Siebes meine Schichtdicke, meine Porrosität schon vorher sehr gut einstellen.

00:14:29: Ich sage, ich drücke auf einer Anlage für einen Produkt eine Schicht und für ein anderes Produkt drei Schichten und kann das mit der gleichen Anlagentechnik machen.

00:14:41: Oder wenn man nachher in irgendwelche Mobilgeräte und Smartphone geht oder sowas zum Beispiel, dass man halt auch sagen kann da ist sowieso immer nicht so richtig viel Platz.

00:14:51: Ich muss keine rechtartige Zelle drucken sondern ich drücke dann eine Zelle die keine Ahnung ne S-Form hat oder die aussieht wie ein A wie F. wir haben hier schon Strukturen mit dem Siebdruck gedruckt.

00:15:04: die sind ungefähr also sind zwanzig müh das es ungefähr oder ein fünftel von der Hadecke.

00:15:11: Dann fragen wir doch an dieser Stelle mal unsere Hörer, seid an dieser stelle mal kreativ?

00:15:15: In welche Applikationen?

00:15:16: in welchen mobilen Endgeräte oder auch keine Ahnung Fahrzeuge könnte man sozusagen noch Batterien reindruckten oder so?

00:15:23: Schreibt es gerne mal in die Kommentare!

00:15:25: Ja, Daniela die Frage an dich.

00:15:27: Du hast natürlich jetzt einen ganz anderen Blick und wir haben jetzt gerade von Marie gehört da sind sehr viele Möglichkeiten die man so mit den klassischen Verfahren nicht abdecken kann.

00:15:37: welche Anwendungen würden denn besonders interessant die vielleicht eben bisher vernachlässigt wurden?

00:15:42: Gerade wegen Form oder dicke Dünne?

00:15:45: wie auch immer

00:15:46: Das Schamante ist eben wir können ja bestehende Aktivmaterialien in diesen Prozess reinbringen und wir können beispielsweise mit LFP, also dem Lithium-Eisenphosphat den nachhaltigeren Aktiv Material auch bei uns an der Stelle wässrig in eine wässrige Paste verarbeitet.

00:16:01: Können wir in Regionen bringen womit wir dann auf Zellhebende zweieinhalb Wattstunden pro Kilogramm anstreben.

00:16:06: das immer als Größenordnung was wir uns vorstellen.

00:16:10: Das heißt, da müssen wir aber eben dicke Schichten auftragen um dahin zu kommen und das haben wir in der Vergangenheit versucht und da kann ich nochmal eine Größenordnung mitgeben.

00:16:19: bei Lithium-Eisenfossat sind so vielleicht gängig zwei zweieinhalb milliampere Stunden die man auch so einem Quadratzentimeter aufbringt und wir gehen hier halt mindestens in die Verdopplung rein und das heißt natürlich am Ende haben wir auch sehr viel dickere Schichten rauszuholen, dass es eben genau die wissenschaftliche Fragestellung, die wir sehr spannend finden.

00:16:43: Aber eben auch dann schon bis zu hundertfünfzig Wattstunden pro Kilogramm rausgeholt haben aus unseren Laborzellen muss man sagen im Prinzip stellen uns natürlich schon vor der Siebdruck wäre dafür geeignet auch in Massen zu produzieren und da ist es natürlich auch sehr sehr charmant immer mit einem Standardformat zu arbeiten.

00:17:00: aber wie ich schon gesagt Man kann hier natürlich sehr viel offener denken und da sind es dann eher so Spezialanwendungen, das kann beispielsweise im Bereich auch Medizin gehen.

00:17:11: Wo man dann sehr spezielle Zellformate braucht, da hilft es natürlich oder auch im Bereich Luftfahrt oder ähnliches, wo man einfach vielleicht noch mal ein bisschen mehr am Bauraum dann schrauben muss und am Gewicht an der Stelle.

00:17:27: Das klingt alles super, super spannend!

00:17:28: Ich wette unsere Hörer ja da raucht gerade der Kopf in der kreativen Anwendung, wo siebgeduckte Folien irgendwo reinstecken kann.

00:17:36: Wir würden euch gerne gleich mal fragen ob es wirklich diese typische Drop-in Technologie ist, also ob man sozusagen diesen Siebdruck so einfach anwenden kann mit den bestehenden Produktionsverfahren von Lithium-Ionen-Batterien.

00:17:49: Dann jeder jetzt aber noch mal kurz die Frage vorab warum beschäftigt ihr euch denn nicht jetzt schon mit ganz anderen Zellcheminen?

00:17:56: Also warum seid ihr da bei Lithium und Natrium?

00:17:59: es gibt ja die multivalenten Batteriezellchemin wie zum Beispiel Aluminium Calcium Magnesium.

00:18:05: sind sie nicht eigentlich viel realistischer?

00:18:07: weil Ihr seid ja eigentlich an überhaupt gar nichts gebunden.

00:18:11: Insofern, warum könnt ihr nicht einfach der Kreativität da freien Lauf lassen und die ganzen coolen nachhaltigen neuen Zellcheminen da jetzt schon realisieren?

00:18:19: Tatsächlich machen wir das auch.

00:18:21: Wir arbeiten im Bereich Zink-Ion-Technologie sehr viel.

00:18:25: Wir haben auch schon zinkanhoden, metallische Zinkanhoden gedruckt – das funktioniert!

00:18:30: Wir arbeiten in dem Bereich Zinkluft wo wir dann auf der Luftseite Gas-Zuvisionselektrodenseite, einen Elektrode entwickeln müssen die auf der einen Seite eben Luft und Gasdurchlässigkeit gewährleistet.

00:18:44: Auf der anderen Seite als eigentlich aktive Schicht, dann eben eine sehr komplexe Funktion einbringen muss.

00:18:51: und da haben wir auch schon mit bisschen ungewöhnlicheren Siebgeometrien gearbeitet.

00:18:56: In dem Fall haben wir mal einen Schachtrettmuster uns designt wo wir lokal direkt quasi Aktivmaterial für die Entladung und für die Ladung dann eingebracht haben.

00:19:05: das heißt dass haben wir natürlich alles mit im Blick auch das Thema Festkörper fest Körper Fertigung.

00:19:12: am Ende Wenn man in die Festkörper Zellfertigung reinschaut, ist ja in die große Frage welcher Prozess ist denn da geeignet.

00:19:20: Die Material sind halt sehr empfindlich oder eben schwerer zu verarbeiten und auch hier haben wir dann den öffentlichen Projekten die Möglichkeit tatsächlich das weiterzuentwickeln.

00:19:30: Das ist also ein bisschen einerseits sehr stark von der Industrie getrieben

00:19:33: d.h.,

00:19:34: da möchte man natürlich in diesen stark dringenden Lithium-Ionen und aufkommende Natrimonmarkt rein.

00:19:40: Auf der anderen Seite und das verfolgen wir auch sehr stark, eben in diese neueren Zellchemien oder nachhaltigeren Zell Chemien dann reinzuschauen.

00:19:50: Das machen wir auch, das nutzen wir auch tatsächlich schon

00:19:53: aus.".

00:19:53: Ja, wenn wir uns jetzt mal die gesamte Produktionstechnologie so in so einer Gigafactory angucken.

00:19:59: Mario wie ist das?

00:20:00: Jetzt mit eurem Siebdruck wäre das so einfach integrierbar in so ein derzeit schon laufendes Konzept?

00:20:06: oder müsste da eine Gigafactory komplett neu geplant werden also alle möglichen Anlagen eigentlich neu gedacht und neu umgestellt werden?

00:20:14: Aus meiner Sicht eigentlich nicht Wenn man jetzt mal sich ne Gigafactorie rausnimmt.

00:20:18: ich würde klassische Beschichtungstechnologie durch eine Siebdruckbeschichtung ersetzen.

00:20:26: Es gibt einerseits den sogenannten Flachbett-Siebdruck, wie er auch in der Leiterplattentechnik oder sowas eingesetzt wird.

00:20:32: Man kann aber auch mit Rotationssiebdrück arbeiten.

00:20:36: da hat man dann keine flachen Siebe sondern das sieht so aus wie so ne Trommel sag ich mal die sich dann einfach dreht.

00:20:43: Das heißt da gibt es auch noch weitere Möglichkeiten hinsichtlich zu Gewinn von Produktionsgeschwindigkeiten.

00:20:51: und auch hinsichtlich der Trocknung könnte man einfach die konventionelle Trocknungen halt nutzen mit den Bandöfen, die wahrscheinlich aber sogar wesentlich kürzer wäre.

00:21:06: Das heißt wir würden mit weniger Trocknenstrecke auskommen je nachdem welche Kapazitäten dann die Zellen nachher wirklich haben soll oder die einzelne Elektrode hätte man halt nicht eine Beschichtung und dahinter eine lange Trocknung, sondern dann den Drucker Nummer eins.

00:21:26: Wo die erste Schicht aufgebracht wird einen kurzen Trockner dahinter.

00:21:29: Dahinter kommt dann die nächste Trocknungsstrecke

00:21:31: usw.,

00:21:32: und so fort.

00:21:33: Dadurch dass wir das Sieb ja quasi einmal aus der Schicht rausziehen ist es auch so, dass wir keine ganz glatte Oberfläche haben, sondern eher ein bisschen unruhige Oberflächen.

00:21:46: was aber andersrum wieder ist, dass ich halt eine größere Oberfläche habe.

00:21:50: Ist ja genau wie wenn wir zum Beispiel und wenn uns kalt ist oder sowas dann kriegen wir hier unsere Gussbamps und dann versucht der Körper dadurch sozusagen die Wärme mehr reinzuholen.

00:22:01: Andererseits ist es aber auch so, dass sich dadurch das die Lösemittel etwas besser rausbekommen kann.

00:22:11: Und unsere Schichten, wie wir's bisher gesehen haben sind in der Hinsicht etwas widerstandsfähiger, um sowas wie eine Lasertrocknung oder auch eine Infrarotrocknung auch nutzbar zu machen.

00:22:28: Womit halt auch dann die Trocknungsstrecke verkürzt werden kann und auch die Kosten für die Trockenung weil das sind ja in der aktuellen Hersterweise einfach sehr große Posten hinsichtlich der Kostenerzeugung von den Zellen.

00:22:46: Und da haben wir grob manchmal ausgerechnet, dass wir da ungefähr bei so Einsparungen von zwanzig bis dreißig Prozent nachher landen können.

00:22:56: Ja, Daniela ich höre da eigentlich nur Vorteile raus aus diesem Verfahren und bin jetzt ein bisschen verwirrt dass das nicht eigentlich schon überall weltweit in Gigafactories eingesetzt wird gerade dieses Verfahren.

00:23:06: Also was hindert denn die Industrie daran das jetzt zu integrieren?

00:23:11: Und vielleicht kannst du auch mal so in der Branche die Stimmung beschreiben ist es grade so einen Aufwärtstrend für diesen Siebdruck?

00:23:17: oder ja schlafen da eigentlich noch alle so in den Industrie und haben das bisher noch nicht so richtig mitbekommen?

00:23:22: Ich glaube Schlafen tut da keiner mehr.

00:23:25: Aber grundsätzlich nochmal, warum es nicht der Stand der Technik ist.

00:23:29: Weil sich die Anforderungen glaube ich an die Batterien deutlich geändert haben.

00:23:33: also bevor man natürlich so eine Gigafactory komplett noch mal neu denkt nutzt man natürlich die bestehende Fabrik und Zellfertigung wie sie ist.

00:23:43: Es sind ja auch schon durchsatzoptimierte Fertigungslinien.

00:23:47: das heißt ein etablierter Zellhersteller hat jetzt vielleicht Keine Notwendigkeit da umzustellen.

00:23:53: Gerade wenn man, sag ich mal, punkto Energiekosten relativ günstig fahren kann – das ist ja auch immer sehr länderspezifisch was diesen Impact angeht.

00:24:03: Dadurch dass wir aber eben in dem Bereich Automotive jetzt ganz andere Anforderungen an Batteriezellen haben im Vergleich zu vor dreißig Jahren, Die Fertigungsverfahren ja geändert.

00:24:16: Also trockene Prozessierung gibt es auch, das macht man nicht ohne Grund.

00:24:20: Auch dort ist die Idee Hochenergiebeschichtung herzustellen und Energie einzusparen am Ende.

00:24:25: Auch hier bei uns im europäischen Raum zählen wettbewerbsfähig von den Kosten herherstellen zu können.

00:24:32: Und wir sind mit dem Drucken ähnlich auf dem ehemaligen Weg unterwegs haben sehr viel mehr Freiheitsgrade in den Formaten wie schon erläutert dass in der Branche schon gesehen wird und auch die Chancen deutlich gesehen werden, gerade für die Spezialanwendung.

00:24:52: Das ist warum wir uns hier diese Printing-Plattform jetzt konstruiert haben und aufbauen.

00:24:56: am IFAM ist dass man natürlich als Start-up beispielsweise auch nicht ein zu großes Risiko fahren kann.

00:25:03: Das heißt, es braucht einmal von dem grundsätzlichen Herstellung und Qualität am Ende gedruckter Elektroden oder gedruckte Zellen natürlich auch einen gewissen Nachweis dafür, das ist kontinuierlich und für die Serienfertigung irgendwie funktioniert.

00:25:20: Und da wollen wir diese Lücke schließen!

00:25:21: Das hat mit der Risikobereitschaft natürlich dort zu tun Und da braucht man einfach natürlich am Ende in der Ausentwicklung von einer wirklich industriellen Fertigungslinie.

00:25:33: Natürlich sehr viel Know-how über jeden einzelnen Schritt, also von der Mischung über den Siebendruck, vielleicht das sequenzielle Trocknen möglicherweise, das sequenzielle Kalandrieren und Verdichten dieser Elektroden.

00:25:45: am Ende wenn wir jetzt von Rolle zu Rolle Fertigung denkt.

00:25:51: Und da wollen wir halt unterstützen, das ist auch das was im Prinzip die Projektpartner bei uns erwarten dass für diesen Prozess wie kann man am Ende wirklich diesem Siebdruckprozess skalieren in der Fertigung mit begleiten?

00:26:04: Jedes Produkt ist halt unterschiedlich und bedarf dann auch natürlich Anpassungen in diese Einzelprozesse bei der Fertigung.

00:26:12: und um da mehr Sicherheit zu schaffen, mehr Belastbarkeit möchten wir das gerne da sozusagen experimentell auch unterstützen.

00:26:20: Idealerweise auch mit digitalisierten Verfahren so dass man ein gutes Monitoring hat.

00:26:25: Das ist glaube ich so ein bisschen der Punkt.

00:26:26: es gibt einfach bestehende Beschichtungstechnologie- und Zerfältigungsanlagen zu kaufen.

00:26:32: Da weiß man im Prinzip Es funktioniert.

00:26:34: auch wenn man natürlich auch weiß Nur wenn man die Anlagen kauft, heißt es nicht dass man eine funktionierende Fertigungslinie hat.

00:26:42: und hier ist es aber an der Stelle wo man eben diese Maschinenfähigkeit bei Übergabe von Beschichtung in die Trocknungseinheit.

00:26:50: Die ist noch nicht so richtig nachgewiesen auf diesem höheren THL.

00:26:55: und da möchten wir unterstützen.

00:26:58: Ja Mario, ich habe jetzt von Daniela verstanden.

00:27:02: Ihr seid im Prinzip im Moment in so einem Bereich das es sehr viel Forschung da gibt speziell als auch bei euch dazu und solche Anlagen auch weiterzuentwickeln aber dass natürlich noch nicht in einem skalierten industriellen Maßstab ist.

00:27:15: Das heißt man kann jetzt nicht einfach irgendwo zu einem Anlagen- und Maschinenbauer gehen und sagen Ich hätte gerne für Siebdruck irgendwie eine komplette Lösung.

00:27:23: sowas gibt's ja wahrscheinlich sowieso auch bei derzeitigen Gigafactories nicht.

00:27:27: Aber das heißt ihr arbeitet sehr, sehr eng wahrscheinlich mit dem Maschinen- und Anlagenbau zusammen.

00:27:32: Um da eben auszuloten welche Möglichkeiten gibt es?

00:27:35: Wie kann man irgendwelche vielleicht auch Schwierigkeiten die ihr so seht in der Forschung wie kann man sie durch den Maschinbau dann lösen oder wie läuft das?

00:27:44: Wir haben uns natürlich auch Gedanken gemacht vor der Beschaffung von unserer Anlage jetzt.

00:27:50: Der Siebdruck ist ja schon ein ganz altes Verfahren, es ist auch in ganz vielen anderen Branchen etabliert hat schon in der Hinsicht vieles durchgemacht und das heißt es gibt halt eine bestehende Anlagentechnik oder Anlagenhersteller Die dort einfach sehr viele Expertise haben auch in dem Bereich drum herum.

00:28:13: Es gibt Hersteller für die Siebe, es gibt einfach ganz tolle Entwicklungen von Seiten der Rakeln, wenn man das so ein bisschen vergleicht hat einen ganz wichtigen Einfluss haben.

00:28:24: sowie die Reifen beim Auto, die die Verbindungen halt machen ist es halt auch da dass auch das Rakelkommi einen ganz wichtigen Einfluß hat Alleine von den Auflösungen, auch in der Produktion von den sieben.

00:28:39: Da kann man auf so ein sehr großes Know-how in der ganzen Branche eigentlich zurückgreifen.

00:28:44: Die Branche hat manchmal so ein bisschen Imageprobleme was man dann auch immer öfters hört von wegen ja warum will man jetzt noch auf Siebdruck setzen?

00:28:53: Das ist doch viel zu alt.

00:28:54: Manchmal zeigt er die Branche vielleicht nicht genau genug wo sie eigentlich schon viel Impact hat.

00:29:01: Und wenn wir jetzt hier bei euch im Podcast eigentlich schon genau richtig sind, es geht ja nicht nur um Drucken von Batterien oder von Elektronen auch im Bereich zum Beispiel der Photovoltaik mit den ganzen Busbars die sind alle Siebgedruckt.

00:29:15: da wurde aber jetzt nicht irgendwie in der Hinsicht leider von der Siebtruck Community gesagt so Wir sind die Enabler für die große Energiewende hier in Hinsicht auf Photovoltaikproduktion.

00:29:28: Und da sieht man ja auch, das sind auch einfach große Stückzahlen, die dahergestellt werden, hohe Qualitätsansprüche.

00:29:36: und in der Hinsichte ist man da glaube ich

00:29:38: europäisch

00:29:39: aber auch mit asiatischen Panern, aber auch sehr vielen deutschen Anlagenherstellern wirklich sehr gut aufgestellt um dort auf Anlagentechnik zurückgreifen zu können mögliche Fertigungslinien, Produktionsstätten mit Rolle zu Rolle Siebdruckanlagen aufzubauen.

00:29:59: Mit denen man wirklich qualitativ hochwertige Elektroden herstellen könnte.

00:30:04: also da in der InSicht hätte ich da keinerlei Thematik die ich sehe dass da was nicht funktionieren sollte, sondern da sind wir wirklich hier sehr gut aufgestellt.

00:30:14: Ja Daniela Mario herzlichen Dank für eure Erläuterungen und eurer Expertise!

00:30:18: Wir drücken fest die Daumen dass der Siebdruck gerade hier in Europa eine viel größere Rolle spielt in Zukunft und das das Thema vorangeht.

00:30:26: Liebes Publikum schreibt uns mal in die Kommentare.

00:30:29: was haltet ihr von diesem Sieb-Druckverfahren?

00:30:31: Was denkt ihr darüber?

00:30:32: würde uns sehr freuen.

00:30:33: Ansonsten sind wir am nächsten Sonntag wieder für euch da.

00:30:35: machts gut bis dahin tschüss.