创新的工艺技术可实现阳极和阴极的节能干燥，同时减少空间要求。 作为IDEEL（实施激光干燥工艺以生产经济和生态锂离子电池）研究项目的一部分，来自工业和研究的项目合作伙伴正在开发一种激光干燥工艺，用于更环保、更经济的锂离子电池批量生产。现在，首次有可能在连续过程中将该工艺扩大到5米/分钟的涂层和干燥速度，从而证明工业实施在技术上是可行的，在经济上是可行的。
作为IDEEL研究项目的一部分，Fraunhofer ILT今年首次成功地在Coatema GmbH的R2R系统（卷对卷）中将激光干燥过程扩展到5米/分钟的卷筒纸速度，并展示了两级激光干燥。卷筒纸速度翻了一番（与上一年相比）是通过使用激光束源和Laserline的干燥光学器件实现的，这些光束源和光学器件是专门为激光干燥的要求而开发的。Optris 的高精度热像仪与专门为此过程开发的激光功率控制相结合，可确保均匀干燥。结合所用激光束源的短响应时间，这种控制概念可实现高度动态的过程控制。此外，热成像图像还可以可靠地检测电极中的缺陷，例如层厚度的变化或层中不需要的颗粒。
同时，工厂和机器制造商 Coatema 的研发团队使用 CFD 模拟（计算流体动力学）来优化干燥过程，以进一步提高最终电极质量。主要重点是改进用于适应涂层工艺的宽槽喷嘴的设计。此外，计划中的原型激光干燥装置最近在多尔马根的Coatema实施。今年，Laserline开发的激光光学器件将被集成到系统中，干燥过程的进一步升级（高达30 m/min）将在研发中心使用高功率二极管激光器进行测试。
此外，项目合作伙伴、亚琛工业大学电动汽车部件生产工程系主任PEM已成功将LFP阴极和石墨阳极的干燥时间缩短了60%以上，从而降低了能耗和一氧化碳。2足迹与预测一致。为了进一步开发材料方面的工艺，明斯特大学MEET（明斯特电化学能源技术）电池研究中心的合作伙伴目前正在研究旨在提高电池性能的新型含硅阳极。这些新开发与PEM和弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT的研究人员密切合作，测试了它们与激光干燥过程的兼容性，并在必要时进行了必要的调整。此外，弗劳恩霍夫电池研究制造研究所（Fraunhofer Research Institution for Battery Cell Research Manufacturing FFB）对来自工业和研究的用户进行的其他调查不断提供有关干燥工艺当前要求的新数据，从而实现面向应用的开发工作。这种由工厂工程、工艺和材料开发组成的整个系统的全面视图，不仅使参与该项目的人员能够以行业导向的方式实施和演示该过程，而且还使他们能够推进德国快速变化的电池生产部门。
IDEEL项目IDEEL项目（用于经济和生态锂离子电池生产的激光干燥工艺的实施）是由德国联邦教育和研究部支持的研究合作项目，作为电池2020资助计划的一部分，由Laserline GmbH领导。其他项目合作伙伴包括：Coatema Coating Machinery GmbH 和 Optris GmbH，以及弗劳恩霍夫激光技术研究所 ILT、弗劳恩霍夫电池制造研究所 FFB、明斯特大学明斯特电化学能源技术 （MEET） 电池研究中心和亚琛工业大学电动汽车零部件生产工程中心。这个为期三年的项目旨在开发一种与行业相关的激光干燥工艺，以实现更环保、更经济的锂离子电池批量生产。
最初，将开发一种针对激光用作涂层材料的新型电极浆料（亚琛工业大学的PEM，明斯特大学的MEET电池研究中心），具有大面积均匀光斑的高效激光系统（Laserline）和用于非接触式过程监控的高度集成的热成像相机（Optris，Laserline，Fraunhofer ILT）。基于此，演示器（Coatema）中基于激光的干燥过程将扩大到行业典型的进料速率，并最终验证新干燥过程的物理模型（Fraunhofer ILT，FFB）。
研究成果将在未来被纳入FFB的流程中。FFB被认为是德国电池研究的旗舰项目之一，并将发展成为德国及其欧洲合作伙伴的现代电池生产开发中心。其目的是减少德国和欧洲生产商对世界市场的依赖。出于这个原因，明斯特工厂目前正在建设一个完整的生产基础设施，借助这些基础设施，公司和研究机构可以测试和优化新电池的批量生产。
电池制造中的激光干燥IDEEL项目涉及的干燥过程是大功率电池电极生产的一部分，例如用于电动汽车或家庭存储系统的电池。它用于干燥电极浆料（浆料），该浆料由特定匹配的均匀活性材料混合物组成，并应用于电池电极的铜箔。到目前为止，对流干燥机已被用于这种电极涂层的热干燥，但它们只是间接地将其热能传递到材料中，从而减少了 CO2资产负债表和电池生产的能源成本。因此，IDEEL项目合作伙伴正专注于扩大更节能的干燥工艺，在高功率二极管激光器的帮助下对涂层进行辐照。该工艺得益于涂层材料中红外激光的良好吸收，与传统的对流技术相比，可实现更灵活、更精确的过程控制，并旨在展示高达每分钟 30 米的卷筒纸速度。由于紧凑的设计和高效的能量传输，通常超过100米长的区域密集型干燥部分将大大缩短。因此，计划中的系统有望显著减少生产环境中所需的空间，并实现更快、更节能的过程控制。
