Neues Produktionsverfahren für Metall-Polymer-Stromkollektoren

Anzeige Vakuumtechnologie | Erstellt von SI

Das Fraunhofer FEP hat ein neues Rolle-zu-Rolle-Produktionsverfahren zur Herstellung von Metall-auf-Polymer-Stromkollektoren entwickelt. Es ermöglicht die präzise Aufbringung von Kupfer- und Aluminiumschichten auf Polymerfolien mit vergleichbarer elektrischer Leitfähigkeit und Dicke zu herkömmlichen, auf Metallfolien basierenden Stromkollektoren.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes Polysafe entwickelte das Fraunhofer FEP einen neuen Prozess zur Abscheidung der Metallbeschichtungen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Dabei werden die Metalllagen auf den Polymerfolien durch Elektronenstrahlverdampfung aufgebracht. Das Forschungsteam konnte die Abscheidung von bis zu 1 µm dicken Kupfer- und Aluminiumschichten auf 12 µm dicken PET-Folien zeigen. Die Abscheidung erfolgte in einem Rolle-zu-Rolle Prozess auf einer Rollenbreite von bis zu 60 cm.

Claus Luber, technischer Projektleiter, erläutert: „Die Herausforderung war, die Polymerfolien und den Beschichtungsprozess so auszulegen, dass eine zu aktuellen Metallfolien vergleichbare Dicke des Stromkollektors und eine optimale elektrische Leitfähigkeit der Metallschicht gewährleistet werden kann.“ Es galt dabei, den Einfluss von Parametern des Bandlaufs, der Substratvorbehandlung sowie der Metallverdampfung ganzheitlich zu verstehen und optimale Prozesseinstellungen zur Erreichung der technologischen und wirtschaftlichen Anforderungen zu entwickeln. Eine weitere Herausforderung stellte die Minimierung der Wärmebelastung während des Abscheidungsprozesses dar.

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