Beschreibung: Durch Anpassung des Schlitzdüsenauftrags sollen Aktivpartikel für Lithium-Ionen-Batterie-Folien
in einer gewissen Orientierung in der Aktivschicht aufgetragen werden. Die geforderte
Schlitzdüse soll für diese Anwendung geeignete anisotrope Aktivpartikel, die ein gewisses
Seiten-Längen-Verhältnis aufweisen, über die Nass-Auftragung in einer gewissen Art
und Weise so auftragen, dass sie danach in der getrockneten Aktivschicht eine geforderte
Orientierung aufweisen. Die Aktivpartikel sollen am Ende hinsichtlich Qualität und
Quantität in dem Maße zur Ableiterfolie hin orientiert sein, dass die Diffusionswege
des Batterie-Elektrolytes sich signifikant verkürzen und somit die elektrochemischen
Eigenschaften der Elektrodenfolien verbessert werden. Die gewünschte Orientierung
soll nur über die Auftragung erfolgen ohne eine vorgeschaltete Behandlung der Aktivpartikel
und ohne Zuhilfenahme eines weiteren aufwendigen Prozessschrittes nach dem Auftragungsvorgang.
Sollte es sich während des Projektverlaufs zeigen, dass man auch die gesamte Aufhängung
der Düse oder sogar das klassische Schlitzdüsen-Auftragskonzept ändern muss, so dass
an der gesamten Auftragung zusätzliche konstruktive Änderungen durchzuführen sind,
dann ist das zulässig. Des Weiteren sind zusätzliche einfache, für eine gewünschte
Partikel-Orientierung hilfreiche, Gerätschaften und Maßnahmen, die nur die Düse oder
die Auftragung an sich bis hin zum Trockner betreffen, auch zulässig. Die Schlitzdüse
muss für lösemittelhaltige und wässrige Pastensysteme mit abrassiven Metalloxid-Partikel
geeignet sein und diese beschichten können. Das heißt zusammengefasst auch, dass diese
Schlitzdüse neben ihrem Haupt-Attribut, gewisse Partikel auf eine bestimmte Art orientieren
zu können, auch hinsichtlich Material, Lösemittel, Auftragsqualität und Querhomogenität
einen gewissen geforderten Applikations-, Rheologie- und Pastenflussbereich gut abdecken
muss. Die Abmaße der Düse müssen in den Dimensionen sein, so dass sie in den vorhandenen
Beschichter noch gut eingebaut und benutzt werden können. Die übliche Gesamt-Düsenbreite
ist mit 350-400mm, die Gesamt-Tiefe mit 150-200mm und die Gesamt-Höhe von 150-200mm
grob vorgegeben. Das Düsenoberteil und -Unterteil soll mit Wasser temperierbar sein
bis 80°C um sich weitere Einflussmöglichkeiten und -Parameter auf eine Partikelorientierung
offen zu halten, da die Pasten bei höheren Temperaturen niedrigviskoser werden. Es
müssen dafür an der in Auftragungsrichtung gesehenen rechten Düsenseite Anschlüsse
vorgesehen werden, die das ZSW dann mit passenden Schlauch-Kupplungen bestückt, so
dass eine vorhandene Temperierung angeschlossen werden kann. Da auch Kunststoff auflösende
Lösemittel verwendet werden, z.B. NMP (N-Methyl-2-Pyrrolidon), müssen alle Dichtungen
und weichen Teile, die mit der Paste in Kontakt kommen, lösemittelbeständig und am
besten perfluoriert sein (PFTE oder FFKM). Auch das Schlitzdüsenmaterial und deren
Oberflächen muss den Anforderungen der verwendeten Lösemittel und sehr abrassiven
Partikeln standhalten können. Die Düse sollte einfach zu zerlegen und zu reinigen
sein und ohne großen Aufwand wieder reproduzierbar zusammengebaut werden können. Es
müssen in der Düse sogenannte Shim-Schablonen eingelegt werden können, die die Auftragsbreite
und die Schlitzweite variieren. Weitere dokumentierte und nicht erwähnte Funktionen
sind gemäß Lastenheft und Entwicklungsfortschritt umzusetzen. Eine Verschwiegenheitserklärung
ist im Zuschlagsfall zu unterzeichnen. ERFORDERLICHE LEISTUNGEN: • Besprechung von
bisherigen und neuen Versuchsergebnissen zwischen ZSW und AN • Erstellung von Fertigungszeichnungen/3-D-Modellen
oder sonstige Darstellungen für eine weiter entwickelte Schlitzdüse, oder Schritte
die zur Weiterentwicklung führen, wie die Anpassung und Wiederholung von Beschichtungsversuchen
und deren Bedingungen • Abstimmung von Entwürfen/Konzepten für eine weiter entwickelte
Schlitzdüse mit den Untersuchungsleitern am ZSW vor der Ausarbeitung und Herstellung
• Ggf. Fortschreibung der Fertigungszeichnungen/Darstellungen nach Besprechungen •
Herstellung und Lieferung der Schlitzdüsen (Los 2) nach ggf. mehrfachen Optimierungen
und Freigabe durch das ZSW zur weiteren Durchführung von Beschichtungsversuchen •
Alle Schritte werden partnerschaftlich durchgeführt und sollen eine Verbesserung der
Batterieeigenschaften durch Optimierung der Schlitzdüse dokumentieren • Es sind auch
mehrere unterschiedliche Entwicklungsansätze denkbar, die parallel verfolgt werden,
um mit Versuchen die Optimierung zu belegen • Die Entwicklungsarbeiten werden für
die einzelnen Entwicklungsabschnitte auf Grundlage einer bis 31.08.2024 geltenden
Rahmenvereinbarung angeboten und vergütet • Es besteht die Möglichkeit einer Verlängerung
der Rahmenvereinbarung