El proyecto EPIC, coordinado por el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), tiene como objetivo acelerar la tecnología de secado de electrodos de alta calidad para baterías de iones de litio. Al aumentar la eficiencia energética de este proceso, cuya velocidad puede llegar a un 50% más, es posible reducir los costes de producción en un 20%.
La producción de electrodos para las baterías de litio precisa mucho tiempo y aumenta significativamente los costes de inversión y producción. Los materiales del ánodo y del cátodo se conforman, respectivamente, sobre una lámina conductora de cobre y aluminio, en capas muy delgadas de una pasta a base de agua o disolvente.
El objetivo del proyecto EPIC (cuyas siglas en alemán significan 'incrementar la velocidad de producción de electrodos mediante una gestión de secado innovadora') es reducir, en al menos un 20%, el coste de producción de las baterías y, en particular, los de la energía que se consume para el secado de electrodos. Los investigadores del grupo Thin Film Technology (TFT) del KIT han desarrollado un proceso innovador para realizar la operación de recubrimiento mediante el cual se acelera la producción de electrodos para baterías de iones de litio. Los científicos trabajan para aumentar la velocidad de secado en al menos un 50%, mientras mantienen o incluso mejoran la calidad y la estabilidad a largo plazo de los electrodos.
La innovación presentada en el secado de los electrodos reduce los costes de producción de las baterías, mejora el rendimiento medioambiental y refuerza la posición de Alemania como ubicación para la fabricación de baterías.
El proyecto EPIC está financiado por el Ministerio Federal de Investigación con 3 millones de euros. El grupo de tecnología de película fina (TFT) dirigido por el profesor Wilhelm Schabel se encarga de coordinar el proyecto. Los otros socios de EPIC son el profesor Jürgen Fleischer del wbk Institute of Production Science de KIT e investigadores del Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg (ZSW) en Ulm y la Universidad Técnica de Braunschweig.
Un papel para cada socio
EPIC no solo se ha enfocado en estas tecnologías de secado innovadoras que combinan una alta eficiencia energética con la alta calidad de los electrodos. También apuesta por una gestión óptima de la humedad de los materiales utilizados a lo largo de todo el proceso de fabricación, desde el secado hasta el ensamblado de la celda.
Para ello, TFT estudia el uso de radiadores de alta potencia y la gestión del secado en general en los procesos convencionales. El wbk estudia el secado directamente en la pila de celdas, antes de que se produzca el proceso de llenado con el electrolito. En su cooperación con los investigadores de la Universidad Técnica de Braunschweig, evalúa cómo la intensidad y duración del secado influyen en las propiedades de las celdas.
Por su parte, el ZSW, modelará la producción de baterías a escala industrial y en serie, teniendo en cuenta la exposición a la humedad, bajo una atmósfera de producción controlada.
Los socios del proyecto evaluarán los diferentes enfoques de producción utilizando modelos de costes de proceso. Posteriormente harán una serie de recomendaciones para transferir el proceso a la escala industrial. Además de la eficiencia energética, de los recursos y de la calidad de las celdas de las baterías, también se considerará la compatibilidad ambiental.
