Con la nueva tecnología de transferencia DryTraec Dry, los electrodos de células de almacenamiento de energía están recubiertas con una película seca en lugar de productos químicos líquidos. Crédito: Fraunhofer-Gesellschaft
En un momento en que los vehículos electrificados y el almacenamiento de energía estacionaria juegan roles clave en el futuro climático neutral del sector energético, es esencial la producción sostenible de baterías de iones de litio. Un equipo de investigadores encabezado por Benjamin Schumm, Holger Althues y Stefan Kaskel ha desarrollado Drytraec (recubrimiento de electrodos de transferencia de secado), un nuevo método de producción de células de batería que no usa ninguno de los solventes tóxicos que de otro modo serán típicos y eliminan la secado de las capas de electrodos de la intensidad de energía y la costosa.
El desafío de la producción de baterías y la innovadora solución Drytraec
Un componente clave de cualquier batería, los electrodos normalmente consisten en una lámina de metal con un recubrimiento delgado. Este recubrimiento contiene los componentes activos responsables de almacenar energía. “El proceso de recubrimiento convencional utiliza un método químico húmedo que aplica lo que se conoce como suspensión”, explica Schumm, el jefe del departamento de tecnología de partículas de Fraunhofer IWS.
“La tecnología DryTraec hace posible producir una capa de electrodo directamente a partir de una mezcla seca que consiste en material activo, negro conductivo de carbono y aglutinantes”. A diferencia del método de suspensión convencional, no se utilizan solventes para esto. Una unidad de calendario especial genera fuerzas de corte en una brecha de rodillos llamado Mordete, anclando mecánicamente las partículas del material activo y el negro de carbono conductor al hacer que el aglutinante forme fibrillas, un proceso conocido como fibrilación.
Con el apoyo de los rodillos de calendario, el resultado es una capa de electrodo completamente seca, que elimina la etapa de secado intensivo en energía, que también ocupa mucho espacio. El recubrimiento de doble cara también es posible en un solo paso a través de la transferencia directa de ambos lados a la lámina de colección actual. Los electrodos DryTraec producidos sin solventes muestran un rendimiento y estabilidad sobresalientes sin ningún inconveniente en comparación con los electrodos a base de suspensión.
Drytraec: tecnología patentada con un gran potencial para el futuro
El método científico y el enfoque únicos representados por el proceso de transferencia de películas secas basadas en rodillos minimiza los riesgos de producción, al tiempo que facilita la escala hasta los anchos de recubrimiento más grandes y las velocidades de proceso más altas. El primer sistema prototipo del mundo fue diseñado y construido en 2013, y la tecnología ha evolucionado constantemente desde entonces. El sistema permite el control continuo del proceso y la producción de electrodos de alta calidad en un proceso de rollo a rollo.
“Para DryTraec, nos dimos cuenta de una plataforma de I + D que ofrece a los clientes de la industria una amplia gama de opciones, desde las pruebas hasta la transferencia hasta el uso comercial, a lo largo de la cadena de valor. Ahora que hemos licenciado la tecnología a una empresa líder en la industria automotriz europea, esto está allanando el camino para aumentar aún más a la producción de masa”, explica Althues, Head of the Battery Materials de Fraunhofer IWS.
El método DryTraec también es adecuado para las importantes tecnologías de baterías del futuro, como las baterías de iones de sodio y en estado sólido. Se ha demostrado la capacidad “Drop-in” para la producción de electrodos para estos sistemas celulares.
Kaskel, tecnología de la batería del gerente de campo de tecnología en Fraunhofer IWS, explica: “Primero nos dimos cuenta de este proceso para electrodos en baterías de iones de litio y ahora lo hemos ajustado para el litio-sulfur y las baterías de estado sólido también. Esto será cada vez más importante en el futuro, pero el rendimiento de los materiales sufre el procesamiento químico húmedo. Con secado, ofrecemos un enfoque prometedor con el objetivo de los accesorios de los avances.”
La tecnología patentada DryTraec, ahora establecida como un método estándar de recubrimiento en seco, solidifica el papel de Fraunhofer IWS como un proveedor líder de I + D en este campo. De esta manera, Fraunhofer está haciendo una contribución crucial para salvaguardar el estado de Alemania como un centro de producción automotriz y subrayando la importancia de la tecnología de producción como una clave para la creación de valor en la transformación de la movilidad.
Proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft
Cita: baterías sostenibles y de bajo costo para los vehículos eléctricos del mañana (2025, 5 de junio) Recuperado el 5 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-sostenable-batteries-electric-vehicles-tomorrow.html
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