„Dank dieser Forschung ist es uns gelungen, Stromkollektoren herzustellen, die eine bessere Haftung zwischen Elektrode und Kollektor sowie eine verbesserte Leistung bei hohen Stromdichten ermöglichen“, erklärte Miguel Ángel Muñoz, Forschungsleiter bei CIC energiGUNE. Ainara Rodriguez, Forschungsleiterin bei Ceit, bestätigte dies: „Neben der verbesserten Leistung der Kollektoren ist es uns gelungen, den Laserprozess zur Kupfertexturierung so zu optimieren, dass wir ihn industriell in dieser und vielen anderen Anwendungen einsetzen können.“
Diese Arbeit ist Teil des europäischen Projekts Laser4Surf (Laser für die Massenproduktion funktionalisierter Metalloberflächen), dessen Hauptziel die großflächige Anwendung der Lasertechnologie zur Funktionalisierung von Metalloberflächen, insbesondere Titan, Edelstahl und Kupfer, war. Dank der Arbeit des Konsortiums wurden diese funktionalisierten Oberflächen für drei spezifische Anwendungen validiert: Implantate, Linear-Encoder und Batterien.

Neben der Projektkoordination konzentrierte sich Ceit auf die Entwicklung von Funktionalisierungsverfahren für die drei genannten Anwendungsbereiche. Daraus resultierte eine Softwareplattform, die es Anwendern von Lasersystemen ermöglicht, die Prozessparameter für die gewünschte Funktionalität automatisch auszuwählen, ohne dass detaillierte Kenntnisse des LIPSS-Generierungsprozesses erforderlich sind. Dies vereinfacht die industrielle Implementierung dieser Prozesse erheblich. CIC
energiGUNE beteiligte sich am Projekt durch die Validierung strukturierter Kupferoberflächen im Nanobereich als Stromkollektoren für Lithium-Ionen-Batterien. Die Modifizierung der Stromkollektoroberfläche im Vergleich zu bisherigen Modellen führte zu einer verbesserten Haftung zwischen Elektrode und Kollektor sowie zu einer höheren Menge an Aktivmaterial pro Flächeneinheit. Zudem ermöglichte sie die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel zur Elektrodenherstellung, ohne auf organische Lösungsmittel mit giftigen Dämpfen zurückgreifen zu müssen.
Diese Verbesserungen führten zu einer erhöhten Batteriestabilität, was dank längerer Zyklenlebensdauer und schnellerem Laden eine längere Nutzungsdauer ermöglichte.
Rahmen Laser4Surf haben bestätigt, dass die Nanostrukturierung die Lade- und Entladekapazität aller Elektroden und Zellkonfigurationen verbessert. Die Batterien lassen sich schneller laden und entladen, während gleichzeitig höhere Stromdichten aufrechterhalten werden.
Darüber hinaus zeigte der Prototyp der Vollkammerzelle eine höhere Kapazitätserhaltung, was sowohl die Zyklenlebensdauer als auch die Haftung und Oberflächenrauheit der Stromkollektoren auf dem Elektrodenmaterial verbesserte, da eine verbesserte Haftung die Anzahl der Zyklen erhöht. Neben
Ceit und CIC energiGUNEwaren folgende Organisationen an Laser4Surf beteiligt: ​​LASEA, MULTITEL, IRIS, FAGOR AUTOMATION, RESCOLL und das Europäische Institut für Wissenschaftskommunikation (ESCI).