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Das an der Hochschule Aalen entwickelte Verfahren der Kompositgalvanoformung von Batteriekathoden verbindet die Dispersionsabscheidung erfolgreich mit der Galvanoformung und erreicht damit bedeutende Vorteile. Ursprünglich für Lithium-Schwefel-Batterien gedacht, wird der Fertigungsprozess nun für den Bedarf der Industrie weiter­entwickelt. Ein Team rund um Prof. Dr. Timo Sörgel, Leiter des Zentrums für Elektrochemische Oberflächentechnik (ZEO) und Studien­dekan „Materialien für Nach­haltigkeit“, mischt damit mit im Rennen um die Batterie der Zukunft.

Wegen der geforderten langen Einsatzzeiten von Steckverbindungen werden diese mit Kontaktschmiermittel vorbehandelt. Als Alternative hierzu wurden Silber-Dispersionsschichten mit verschiedenen Trockenschmierstoffen als Dispersoide auf ihre Eignung zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit stromführender Steckverbindungen untersucht.

Frage: Aufgrund von Kundenanfragen diskutieren wir in unserer Lohngalvanik, ob wir unser Programm mittelfristig um Dispesionsabscheidungen erweitern sollen. Leider verfügt niemand von uns über praktische Erfahrungen auf dem Gebiet und auch die Fachliteratur lässt sich nicht sonderlich darüber aus.

Dispersionsschichten sind aus der galvanischen Landschaft nicht mehr wegzudenken. Die Referenten Prof. Timo Sörgel vom Zentrum Elektrochemische Oberflächentechnik der FH Aalen, und Jürgen Meyer, De Martin AG, CH-Wängi, haben am 26. Oktober 2021 in einem ZOG- Seminar die Grundlagen des Verfahrens erläutert und die Chancen für zukünftige Anwendungen dargestellt.

Um eine Methode zur In-situ-Beobachtung des Wachstums von galvanisch abgeschiedenen Dispersionsschichten zu entwickeln, werden drei aufeinander aufbauende Versuchsanordnungen vorgestellt, bei denen die Entwicklung per Digitalmikroskop betrachtet wird. Als Beispielsysteme kommen Dispersionsschichten mit Silbermatrix, abgeschieden aus einem cyanidischen Elektrolyt, zum Einsatz. Dabei werden sowohl elektrisch leitende (Polythiophen-funktionalisierte Schwefelpartikel) als auch nicht leitende Partikel (Diamanten) als Dispersoide eingesetzt. Erstere spielen bei der galvanischen Herstellung von schwefelbasierten Batterieelektroden, letztere z. B. im Verschleißschutz, auf Werkzeugen oder in tribologischen Anwendungen eine wichtige Rolle.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Timo Sörgel an der Hochschule Aalen erforscht seit 2013 den Einsatz galvanotechnischer Verfahren zur Verbesserung heutiger Elektroden für Lithium-Akkumulatoren. Dabei wurde ein neues Verfahren entwickelt, welches die Arbeitsgruppe als „Kompositgalvanoformung“ bezeichnet. Das Verfahren sowie das dabei hergestellte Folienverbundmaterial wurde von der Hochschule Aalen als europäisches Patent angemeldet und im Januar 2019 in Deutschland, Frankreich und Großbritannien erteilt. Für die innovative Kombination aus Dispersionsabscheidung und Foliengalvanoformung wurde im Dezember in Aalen die weltweit erste Technikumsanlage in Betrieb genommen.