batteries

batteries à semi-conducteurs va conquérir le marché en 2025

Technologie pour la fabrication de batteries à semi-conducteurs

 

 

 

batteries
semi-conducteurs

n collaboration avec Dr. Fritsch Sondermaschinen GmbH et Dr. Fritsch GmbH & Co. KG, le Center for Digitized Battery Cell Production de Fraunhofer IPA développe une technologie de processus pour les batteries à semi-conducteurs du futur. Le Land allemand de Bade-Wurtemberg contribue à hauteur de plus d’un million d’euros au projet de recherche.

Carsten Glanz est convaincu que les batteries à semi-conducteurs ont le potentiel de remplacer la technologie actuelle des batteries.

En collaboration avec une équipe de scientifiques et deux entreprises de taille moyenne du Bade-Wurtemberg, le chef de groupe pour la technologie d’application des matériaux fonctionnels de l’Institut Fraunhofer pour l’ingénierie de fabrication et l’automatisation IPA vise à créer les conditions pour la production automatisée de dispositifs de stockage d’électricité de haute qualité.

Par rapport aux batteries lithium-ion actuellement largement utilisées, les batteries à semi-conducteurs offrent un certain nombre d’avantages: Parce qu’aucun électrolyte liquide n’est nécessaire, rien ne peut fuir et prendre feu. De plus, ils possèdent une plus grande densité d’énergie et une durée de vie plus longue.

La technologie en est à ses balbutiements.

 

batteries
technologie

« Les batteries à semi-conducteurs avec une couche d’électrolyte céramique, par exemple, n’ont été produites qu’à l’échelle du laboratoire à ce jour. » L’évolutivité – c’est-à-dire la capacité de transférer les résultats à la production à grande échelle – est encore inconnue », explique Glanz.

Dans le cadre du projet « Erforschung neuer Misch- und Sintertechnologien für graduierte keramische Festkorperelektrolyte » (ou « Recherche sur les nouvelles technologies de mélange et de frittage pour les électrolytes à semi-conducteurs céramiques graduées »), ou EMSig en abrégé, l’ingénieur souhaite développer et optimiser une chaîne de processus pour la production à grande échelle de batteries avec des électrolytes céramiques à semi-conducteurs en collaboration avec deux partenaires industriels.

« Grâce au Center for Digitized Battery Cell Production, l’IPA possède une vaste expérience de l’automatisation de la production de batteries, et nos partenaires de coopération ont une connaissance approfondie de la Dr. Fritsch GmbH & Co. KG fournira et modifiera la poudre de départ céramique nécessaire à la production d’électrolytes céramiques, selon la directrice générale de Dr.

Fritsch, Ute Wilkinson. Ici, nous avons la capacité de fabriquer et d’analyser des matériaux sur mesure. Le deuxième partenaire est Dr. Fritsch Sondermaschinen GmbH, un leader mondial dans la production de machines pour mélanger, doser et fritter des poudres. L’entreprise a une longue histoire de développement de technologies de manipulation et de frittage de poudres.

Cela signifie que de nouvelles techniques de production peuvent être mises en œuvre immédiatement sur les machines nécessaires. Le processus de production mettra l’accent sur le développement continu de systèmes de frittage FAST/SPS innovants. Dr. Fritsch est le premier fabricant mondial de machines FAST / SPS, avec plus de 1 000 systèmes de frittage installés

Au lieu de frontières rigides, des transitions en douceur sont utilisées.

 

technologie
                    technologie solaire

Les transitions de matériaux posent un défi unique dans la production de batteries à semi-conducteurs : des limites nettes entre les couches individuelles de la batterie peuvent entraver la conduction ionique.

Différentes dilatations thermiques sont même capables de provoquer des fractures le long des couches limites.

La solution : des frontières fluides. Glanz rapporte que des expériences en laboratoire ont montré que des transitions progressives entre l’électrolyte céramique à l’état solide et les électrodes peuvent prévenir les contraintes.

Auparavant, il n’était pas clair comment ces transitions visant à soulager le stress pouvaient être mises en œuvre à l’aide de la technologie des procédés.

L’objectif du projet EMSig est de construire un système de démonstration dans lequel les batteries à semi-conducteurs sont construites et frittées couche par couche à partir de couches de poudre ultra-minces et homogènes, la composition de la poudre changeant avec chaque couche: à la transition entre l’électrode et l’électrolyte, par exemple, plus de poudre céramique est ajoutée successivement – 25, 50, 75 et enfin 100%.

Dans deux ans, l’ensemble du processus de production de batteries devrait être suffisamment mature pour être utilisé par l’industrie à grande échelle. Le Bade-Wurtemberg finance le projet EMSig à hauteur de 1,164 million d’euros.

 

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *