Keylab

Urheber: Dylan Johannson (Regisseur), Jean Maurice Ehler (Kamera) und Nikolay Pershin (Schnitt).

Das BayBatt Cell Technology Center ist ein zentrales Labor (key laboratory, kurz: Keylab) für die Batterieforschung an der Universität Bayreuth. Es ermöglicht eine beschleunigte Innovation von Batteriematerialien und Speicherkonzepten durch eine flexible und reproduzierbare Herstellung und Auswertung von expermitell hergestellten Batteriezellen verschiedener Formate. Die umfassende Prozesskette macht das Keylab zu einer erstklassigen Plattform für grundlegende Forschung und Entwicklung von Batterietechnologien auf den Gebiten der Lithium-Ionen- und der Post-Lithium-Batterien. In einer kontrollierten Glovebox-Umgebung, die für den sicheren Umgang mit Aktivmaterialien (einschließlich Lithiummetall) ausgelegt ist, bietet es wir integrierte Synthese-, Assemblierungs-, Test- und Post-Mortem-Analysefunktionen.

Skizze des Glovebox-Clusters mit Inertgas-Transporttunnel zum Probentransport.

Modul Synthese: Unsere Ausstattung, einschließlich Waagen und Dispergiereinheiten, ermöglicht Slurry-Chargen von wenigen mL bis zu 2L, wodurch die Flexibilität und Reproduzierbarkeit für die Projektanforderungen gewährleistet ist.

Modul Nassbeschichtung: Unsere vielseitigen Beschichtungsmöglichkeiten gewährleisten Präzision und Skalierbarkeit. Der Slot-Die-Coater bietet hochgradig reproduzierbare Ergebnisse mit kontrollierten Dickenschwankungen (+/- 3 %) und verfügt über einen beheizbaren Substrathalter (bis zu 200°C), in dem ein geringes Totvolumen (~2,5 ml) für minimalen Materialabfall sorgt. Für unterschiedliche Anforderungen sind auch ein Rakelauftragswerk und eine beheizbare Kalandereinheit (bis 200°C und 100kN) erhältlich. Nach der Nassbeschichtung können Proben in der Glovebox unter Vakuum / Argon (bis zu 400°C) getrocknet werden.  Schließlich garantiert unser UV-Ozon-Reiniger eine gleichmäßige Substratvorbereitung.

Modul Pouch-Assemblierung: Unsere fortschrittliche Montageausrüstung bietet Flexibilität im Labormaßstab mit Präzision auf Industrieniveau. Elektroden und Separatoren können präzise gestanzt werden, und Zellstapel werden durch Stapeln von Einzelblättern hergestellt.  Unsere automatisierte High-End-Lösung kombiniert Anpassungsfähigkeit mit außergewöhnlicher Genauigkeit.  Schweiß-, Laminier- und Tiefzieh-Funktionen sind ebenso integriert wie die automatische Elektrolytbefüllung (2 bis 250 ml) für unsere beiden Standardzellenformate (40 x 60 mm und 80 x 120 mm).

Modul Test & Zyklierung: Unsere hochpräzisen Testkanäle unterstützen Impedanzspektroskopie, Formierung und Zyklisierung.

Modul Trockenbeschichtung: Unsere spezielle Glovebox beherbergt sowohl thermische (z.B. mit Lithiummetall) als auch Sputter- (z.B. LIPON) Abscheidungsmöglichkeiten.

Modul Analyse: Unsere fortschrittlichen Analysemöglichkeiten gewährleisten ein tiefgehendes Verständnis der Materialien.  Ein Benchtop-SEM (mit BS-, SE- und EDX-Detektoren) ermöglicht detaillierte Post-Mortem-Analysen in argonkontrollierter Atmosphäre (Auflösung < 100 nm) und schützt die Probenintegrität.  Rheologieuntersuchungen (Oszillation und Rotation mit Peltier-gesteuerter Temperierung) ermöglichen die Optimierung der Slurry-Aufbereitung, während die Karl-Fischer-Titration eine genaue Quantifizierung des Feuchtigkeitsgehalts ermöglicht.

Thermische Verarbeitung: Unsere integrierte Klimakammer und beheizbare Schleusen gewährleisten präzise thermische Verarbeitungsbedingungen.

Gasreinigung: Die hochmoderne Gasreinigung hält die Stickstoff-, Sauerstoff- und Wasserdampfkonzentration unter 1 ppm und ermöglicht die sichere Handhabung empfindlicher Materialien, einschließlich Acetonitril.

Transportsystem: Unser inerter Transporttunnel (bis zu 1,5 kg Last) ermöglicht den kontaminationsfreien, und vor allen schnellen Transport von Proben zwischen Gloveboxen.