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Prozessoptimierung Wie kostengünstige und nachhaltige Batterien Realität werden

Von Dipl.-Ing. (FH) Michael Richter 1 min Lesedauer

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Fraunhofer IWS Dresden
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG
Kisling AG

Batterien mit hoher Leistung zu bauen ist eine Sache. Diese kostengünstig herzustellen eine andere. Um dies zu schaffen, ist meistens ein optimierter Prozess erforderlich.

Mit der neuen Trockentransfertechnologie Drytraec werden Elektroden von Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit flüssigen Chemikalien beschichtet.(Bild: Fraunhofer / Piotr Banczerowski)
Mit der neuen Trockentransfertechnologie Drytraec werden Elektroden von Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit flüssigen Chemikalien beschichtet.
(Bild: Fraunhofer / Piotr Banczerowski)

Die Produktion von Batterien mit hoher Leistung und gleichzeitig geringem Preis ist jedoch eine große Herausforderung. Die Drytraec-Technologie des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden möchte dieses Problem nun mit einem neuartigen Ansatz angehen. In der Regel werden Batterieelektroden mit Hilfe des Nassverfahrens produziert. Hierbei wird eine als Slurry bezeichnete Mischung aus Aktivmaterial, Leitruß, Bindemitteln und Lösungsmitteln auf Metallfolien aufgebracht und danach getrocknet. Dieser Prozess benötigt viel Energie, belastet die Umwelt und verursacht hohe Kosten.

Der trockene Weg zur Elektrode

Mit Drytraec hat das Fraunhofer IWS ein Verfahren entwickelt, welches vollständig auf Lösemittel verzichtet. Statt der Slurry-Mischung wird ein trockenes Pulvergemisch aus Aktivmaterial, Leitruß und Binder mechanisch auf die Stromkollektorfolie aufgebracht. Eine speziell entwickelte Kalander-Vorrichtung erzeugt dabei Scherkräfte, welche die Partikel miteinander verbinden und eine stabile Elektrodenschicht bilden. Somit einfällt die energie- und platzaufwendige Trocknung. Ein toller Nebeneffekt: Die doppelseitige Beschichtung der Elektroden vereinfacht und beschleunigt den Produktionsprozess, da beide in einem Schritt erfolgen.

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Normalerweise bringen neue Methoden viele neue Nachteile mit sich. Oft sind sie teuer, schwer zu integrieren oder technisch unausgereift. Anders bei Drytraec: Hier trifft Innovation auf echte Praxistauglichkeit.

Nachhaltigkeit und Skalierbarkeit im Fokus

Die Drytraec-Technologie verzichtet vollständig auf toxische Lösemittel – das schützt nicht nur die Umwelt, sondern senkt auch den Energieverbrauch und die Produktionskosten. Das Verfahren ist zudem skalierbar und flexibel einsetzbar: Es eignet sich für Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- und Feststoffbatterien. Dank der sogenannten „Drop-In-Fähigkeit“ lässt sich Drytraec direkt in bestehende Produktionslinien integrieren – ohne aufwendige Umrüstungen.

Von der Idee zur industriellen Anwendung

Bereits 2013 entstand die erste Prototypanlage. Seither wurde das Verfahren kontinuierlich weiterentwickelt. Heute betreibt das Fraunhofer IWS eine umfangreiche F&E-Plattform, die Industriepartner vom ersten Test bis zum Technologietransfer begleitet. Die Lizenzvergabe an einen führenden europäischen Automobilhersteller markiert nun den nächsten Meilenstein: die Vorbereitung auf die industrielle Großserie.

Anerkennung für exzellente Forschung

Für ihre Arbeit an Drytraec wurden Dr. Benjamin Schumm, Dr. Holger Althues und Prof. Dr. Stefan Kaskel mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2025 ausgezeichnet. Die Auszeichnung würdigt die Relevanz dieser Technologie für eine ressourcenschonende und wirtschaftliche Batteriezellproduktion. Drytraec setzt neue Maßstäbe – und stärkt die Zukunft des Automobilstandorts Deutschland entscheidend mit.  (mr)

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