Лазерный мир

Используя лазерные применения, новая исследовательская группа в TU München исследует технологическую цепочку для литий-ионных элементов. (Источник: A. Heddergott, ТУМ)

Технический университет Мюнхена основал новую исследовательскую группу по производству батарей в институте станков и управления производством (IWB).

Группа проводит исследования по всей технологической цепочке для литий-ионных элементов от изготовления отдельных компонентов до конечного элемента батареи и сборки модулей.

Высокопроизводительные аккумуляторные батареи имеют большое значение для применений в области электромобильности и стационарного накопления энергии.  Увеличение массовой и объемной плотности энергии, а также снижение производственных затрат имеют решающее значение для более широкого проникновения на рынок. Понимание процессов производства литий-ионных аккумуляторов имеет важное значение для достижения этих целей. Поэтому в рамках отдела производства батарей IWB Технического университета Мюнхена (TUM), который был вновь основан в июле 2019 года, ученые работают над производством инновационных аккумуляторных элементов.

От смешивания материалов электродов до электрохимической характеристики произведенных элементов и сборки аккумуляторного модуля, все этапы исследуются на производственной линии IWB.

В рамках исследовательских и отраслевых проектов процессы проходят тестирование  для различных форматов ячеек. Портфель продукции включает в себя различные типы ячеек от небольших лабораторных ячеек до больших сумок и ячеек в жестком корпусе. В дополнение к обычным литий-ионным батареям с новыми материалами, такими как кремниевые композитные аноды, также ведутся исследования по производству полностью твердотельных батарей с анодами из металлического лития для будущих поколений батарей.

В производственной цепочке батарей, от производства электродов до сборки модулей, используются разнообразные лазерные технологии по всему технологическому спектру.

Короткие и ультракороткоимпульсные лазеры используются для введения микроструктуры в материал электрода. Таким образом, значительное увеличение производительности литий-ионных элементов может быть достигнуто путем увеличения поверхности электрода. Благодаря высокому достижимому качеству кромки реза и гибкости формы разделения материалов электродов также используется процесс импульсной лазерной резки. Процесс лазерной сварки применяется для электрического и механического соединения токосъемников при внутреннем и внешнем контакте элементов батареи.  Исследования новых материалов для батарей и типов элементов открывают особенно широкое поле для разработки новых лазерных процессов.

Следовательно, лазерная технология представляет собой важный инструмент в исследовании аккумуляторов и будет более подробно рассмотрена в рамках нового отдела.

Источник: http://www.photonicsviews.com/research-on-the-battery-cell-of-tomorrow/