Verbundprojekt »LASIBAT«

In LASIBAT werden funktionelle keramische Werkstoffe, angepasste Schichtabscheidungsverfahren, sowie ein skalierbarer Inline-Lasersinterprozess inklusive der notwendigen Lasersystemtechnik (Laserquelle, Optik und temperaturbasierter Regelung) für die Herstellung von Festkörperbatterien entwickelt.

Das Lasersintern ermöglicht eine Reduktion der thermischen Belastung des unter der zu bearbeitenden Schicht liegenden Materials sowie eine Reduktion unerwünschter Diffusionsprozesse und Bildung von Nebenphasen, die sonst die Leistungsfähigkeit der Batterie reduzieren würden. Am Ende des Projekts wird Systemtechnik für einen Inline-Lasersinterprozess aufgebaut, um die Skalierbarkeit für einen möglichen industriellen Einsatz zu zeigen.

Die Materialien für Kathoden- und Elektrolytschichten sind speziell auf das neue und vergleichsweise schnelle blaue Lasersinterverfahren abgestimmt. Aufgrund der geringen optischen Eindringtiefe von blauer Laserstrahlung bei den eingesetzten Materialien ermöglicht sie eine schichtselektive Erwärmung, die für das Sintern des Dünnschichtelektrolyten notwendig ist.

Das Projekt läuft vom 01.09.2022 bis zum 31.08.2025.

Vom 4.-7. September 2023 fand die 4. Weltkonferenz über Festelektrolyte für fortgeschrittene Anwendungen "Garnets and Competitors", in Tromsø, Norwegen statt.

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• Zum Poster »Laser Sintering of LLZO Films for Solid-State Batteries«

Die Dilas Diodenlaser GmbH, als Teil der Coherent-Gruppe, ist einer der Hauptakteure im Bereich der Hochleistungsdiodenlaser und einer der wenigen, die derzeit in der Lage sind, blaue Hochleistungsdiodenlasersysteme zu realisieren, was ohne eine starke internationale Zusammenarbeit nicht möglich wäre. Dilas hat sich an zahlreichen nationalen und internationalen Forschungsprogrammen beteiligt. Hochleistungsdiodenlaser um 450 nm sind für Dilas von großer strategischer Bedeutung. Während Langzeittests zur Zuverlässigkeit bei höheren Leistungen noch laufen, wird die Entwicklung von Bearbeitungsoptiken und Peripheriegeräten für die Sensorik und Steuerung dazu beitragen, die Proof-of-Principle-Laserbearbeitungsexperimente im Anwendungslabor zu beschleunigen und die Position von Dilas in diesem schnell wachsenden Markt zu stärken.

NIT ist ein KMU, dessen Kerngeschäft die Herstellung und Vermarktung von ungekühlten Hochgeschwindigkeitsdetektoren und -systemen ist, die im mittelwelligen IR-Spektralbereich (MWIR/1-5 Mikrometer) empfindlich sind. Derzeit ist NIT das einzige Unternehmen weltweit, das ungekühlte und kostengünstige MWIR-Bildgebungs-FPAs und -Systeme mit einem erweiterten Ansprechbereich von 1 bis 5 Mikrometern herstellen kann. 

Die Produktpalette des Unternehmens basiert auf selbst entwickelten und produzierten Einzelelementdetektoren, linearen Arrays, Focal Plane Arrays (FPA), Imagern, Kameras und darauf basierenden Inline-Kontrollsystemen (einschließlich OEM-Module) für die Industrie – an die Bedürfnisse der Kunden angepasst.

NIT stellt die schnellsten ungekühlten MWIR-Kameras auf dem Markt her, die eine Auflösung von 10 KHz bei 64x64 Pixeln und 4 KHz bei 128x128 Pixeln liefern können. Die Kameras von NIT eignen sich für die Überwachung von dynamischen Prozessen in Echtzeit und zu Kosten, die mit den meisten industriellen Anforderungen kompatibel sind.

Basierend auf ihren Hochgeschwindigkeits-IR-Kameras und -Sensoren hat NIT Systeme zur Überwachung und Closed-Loop-Kontrolle von laserbasierten Prozessen entwickelt und vermarktet diese, wie im Fall von LASIBAT. Systeme wie CLAMIR oder Discover IR Suite sind in der Laserindustrie weit verbreitet.

Events von New Infrared Technologies (NIT)

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• LASYS 4.-6. Juni 2024 in Stuttgart

SINTEF ist eine multidisziplinäre, gemeinnützige Stiftung, die Forschung und Entwicklung im Technologiebereich durchführt und durch zwei Forschungsgruppen im LASIBAT-Projekt vertreten ist: Dünnschicht- und Membrantechnologie (TFMT) und Batterie- und Wasserstofftechnologie (BHT), beide aus der Abteilung für nachhaltige Energietechnik. TFMT hat erweiterte Kompetenzen und Know-how in der Synthese, Herstellung und Charakterisierung von keramischen Materialien für Energietechnologien aufgebaut, einschließlich oxidischer Festkörperelektrolyte für Li-Ionen-Batterien. BHT ist führend in der Entwicklung von Li-Ionen-Batterietechnologie und Materialien für neue Batteriechemien und hat kürzlich das neue hochmoderne SINTEF-Batterielabor eröffnet. Beide Gruppen haben als Projektkoordinatoren und Partner an zahlreichen nationalen und EU-Projekten in den Bereichen Brennstoffzellen, Membranen und Batterien teilgenommen.

Cerpotech verfügt über große Erfahrung in der Entwicklung fortschrittlicher, hochwertiger keramischer Oxide und wird mit diesem Fachwissen in LASIBAT zur Entwicklung neuer keramischer Materialzusammensetzungen für das Lasersinterverfahren beitragen. Die Entwicklung solcher Materialien zusammen mit diesem exzellenten Konsortium wird für das Erreichen der Projektziele und für die Vermarktung neuer Produkte für Cerpotech von großer Bedeutung sein. Das Projekt zielt darauf ab, die Herstellung von Batterien zu verbessern, und wir sehen eine schnelle Umsetzung solcher Materialien und Fertigungstechnologien in zukünftigen Li-Batteriesystemen voraus.