Centrum Techniki Cząstek

Fraunhofer IPA posiada wieloletnie doświadczenie w dziedzinie technologii powierzchni, łącząc w Centrum Technologii Cząstek te kompetencje z dodatkowymi działami: działem produkcji czystej i mikroprodukcyjnej oraz Centrum Produkcji Addytywnej. W ten sposób systemowo i interdyscyplinarnie odzwierciedla cały łańcuch procesów technologii cząstek, od opracowania podstaw naukowych po zastosowania w środowisku przemysłowym.

W tym centrum zastosowań spotykają się producenci, użytkownicy i naukowcy z Fraunhofer IPA, aby wymieniać się wiedzą interdyscyplinarnie. Tutaj można udoskonalać istniejące techniki jako instytucja wspierająca badania, a nowe techniki testować w warunkach zbliżonych do produkcyjnych w istniejących i nowo budowanych laboratoriach i technikum. Pytania badawcze dotyczą istotnych tematów produkcji i przetwarzania cząstek, koniecznej ochrony pracy, efektywności energetycznej i zasobów, a także ochrony środowiska.

Tematy kluczowe obejmują doradztwo ukierunkowane na zastosowania, porównania procesów oraz badania podstawowe dotyczące:

- Podstawowe metody dla proszków i materiałów sypkich, komponentów aparatury i procesów,
- Pakowania i napełniania,
- Technologii nanocząstek,
- Pomiarów, regulacji, automatyzacji, digitalizacji, tematyki związanej z I 4.0
- Techniki bezpieczeństwa i ochrony środowiska, ochrony przed wybuchem oraz
- Kontroli jakości, zapewnienia jakości i zarządzania jakością.

Technologia aplikacji proszków w metodzie rolno-do-rolu

Przy produkcji elektrod do elektrochemicznych magazynów energii kluczowym procesem jest nanoszenie powłoki na kolektory prądowe. Dotychczas stosowane materiały wymagają energochłonnego suszenia i uwalniają rozpuszczalniki szkodliwe dla zdrowia i środowiska. Technologia nanoszenia proszków oparta na metodzie TransApp® eliminuje to zagrożenie i oferuje dodatkowe korzyści.

Liczące się próby wykonane w technikum Fraunhofer IPA we współpracy z firmą TransApp-GmbH z Austrii potwierdzają bardzo dobre wyniki tej bezpistoletowej metody aplikacji proszków: procesy wstępnego przygotowania, nanoszenia proszku, wypalania i chłodzenia można znacząco skrócić, co prowadzi do oszczędności energii i kosztów.

W tym kontekście w ramach projektu badawczego Elibama (European Li-Ion Battery Advanced Manufacturing) w IPA opracowano bezpistoletową technikę aplikacji elektrostatycznego osadzania suchego mieszania materiałów funkcjonalnych na folii kolektora prądowego.

W celu suszenia w Fraunhofer IPA stosuje się technologię podgrzewania promiennikami podczerwieni o krótkich i średnich falach, zasilanymi gazem i elektrycznie. Zorientowane na zastosowania modyfikacje procesów powlekania rolno-do-rolu są często opracowywane wspólnie z partnerem instytutem CRM w Liège w Belgii. Z użyciem zmodyfikowanej techniki w Stuttgarcie w ramach procesu nanoszenia proszków na rolno-do-rolu wytwarzane są elektrody do ogniw magazynowania energii w skali próbnej.

Dodatkowe informacje

Cudazzo, M.; Hubrich, C. (2019): Mikrokapsułki wypełnione cieczą do lakierów proszkowych. W: Besser lackieren 21 (5), s. 6.
Cudazzo, M.; Pulli, K. (2018): Bezpistoletowe nanoszenie proszków. W: Besser lackieren 20 (18), s. 6.
Cudazzo, M.; Joachimi, C. (2019): Przewodzenie ciepła w lakierach proszkowych. W: Besser lackieren 21 (19), s. 6.
Landwehr, I. (2018): Produkcja elektrod z użyciem nanoszenia proszków. W: Besser lackieren 20 (11), s. 6.
Schälicke, G. i in. (2020): Bezrozpuszczalna produkcja elektrod do baterii litowo-jonowych metodą elektrostatycznego nanoszenia. W: Energy Technology 8 (2), nr artykułu 1900309, 8 s.
Plakat „Warstwy funkcjonalne dla magazynów i konwerterów elektrochemicznych”.