Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS entwickelt gemeinsam mit dem taiwanesischen Industrial Technology Research Institute (ITRI) neue Technologien für die Trockenbeschichtung von Batterieelektroden. Im Forschungsprojekt „FREDY“ arbeiten die Partner an fluorfreien Bindern, optimierten Aktivmaterialien und angepassten Prozessketten für die industrielle Zellfertigung.
Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von Alternativen zu fluorhaltigen Bindern auf Basis von Polytetrafluorethylen (PTFE). Deren Herstellung nutzt häufig per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), die aufgrund ihrer Umweltpersistenz regulatorisch zunehmend unter Druck geraten.
Trockenbeschichtung soll Energiebedarf senken
Die Trockenbeschichtung gilt als energieeffizientere Alternative zu konventionellen Nassbeschichtungsverfahren. Da auf Lösungsmittel verzichtet wird, entfallen energieintensive Trocknungs- und Rückgewinnungsprozesse. Gleichzeitig steigen jedoch die Anforderungen an Binder, Additive und Aktivmaterialien.
Das Fraunhofer IWS bringt dazu seine Trockenbeschichtungstechnologie DRYtraec ein und erweitert diese um neue Materialsysteme. Ziel ist eine skalierbare Elektrodenfertigung mit reduziertem Einsatz kritischer Stoffe.
ALD-Beschichtungen verbessern Aktivmaterialien
Parallel arbeitet das Projekt an der Oberflächenfunktionalisierung von Aktivmaterialien. ITRI nutzt dafür Atomic Layer Deposition (ALD), um dünne Beschichtungen auf Partikeloberflächen aufzubringen. Diese sogenannten Core-Shell-Strukturen sollen die elektrochemische Stabilität und Leistungsfähigkeit der Batteriezellen verbessern.
Die Projektpartner verfolgen einen integrierten Ansatz aus Material-, Prozess- und Anlagenentwicklung. Dadurch sollen Entwicklungszeiten verkürzt und die Überführung in industrielle Produktionsprozesse erleichtert werden.
Fokus auf industrielle Batteriefertigung
Das Projekt richtet sich an Materialhersteller, Anlagenbauer und Zellproduzenten. Nach Angaben der Projektpartner soll die Zusammenarbeit zudem die technologische Souveränität im Batteriebereich in Deutschland und Taiwan stärken.
Das Forschungsprojekt läuft von September 2025 bis August 2028 und wird auf deutscher Seite über das Fraunhofer-Programm ICON finanziert.