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Fraunhofer-Gesellschaft
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  4. Dry Battery Electrode Technology: From Early Concepts to Industrial Applications
 
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May 6, 2025
Review
Title

Dry Battery Electrode Technology: From Early Concepts to Industrial Applications

Abstract
The increasing demand for clean and efficient energy storage makes theenvironmentally friendly and cost-effective production of lithium-ion batteriesa focal point in current battery research and development. Dry batteryelectrode (DBE) coatings play a crucial role in future production schemes asthis technique does not require the use of toxic solvents and energy-intensivedrying steps. This review article focuses on the most advanced DBE methodtoday, based on fibrillated polytetrafluoroethylene (PTFE) binder. PTFE-basedDBE coatings are suitable for both laboratory scale and mass production,which places them in a prominent position among DBE methods. The articlecovers the historical development of the process as well as current research inthe field of lithium-ion batteries (LIB) and next-generation batteries such aslithium–sulfur batteries (LSB) and solid-state batteries (SSB). Both thesuitability and existing drawbacks of PTFE-based dry coatings for these celltypes are discussed. The article also provides insights into productionresearch and describes approaches for scaling the method. Characteristicfeatures and differences of the most important methods, the DRYtraec andMaxwell-process, are outlined. Finally, existing challenges in commercializingthe technology are discussed, and an outlook on environmentally friendlyPTFE-alternative binders is given.
Author(s)
Schumm, Benjamin  
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Dupuy, Arthur
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Lux, Milena
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Girsule, Christian
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Dörfler, Susanne
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Schmidt, Florian  
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Fiedler, Magdalena
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Rosner, Maria
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Hippauf, Felix  
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Kaskel, Stefan  
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Journal
Advanced energy materials  
Project(s)
Kontinuierliche, lösungsmittelfreie Elektrodenherstellung mit intelligenter Qualitätssicherung und Prozessüberwachung gekoppelt mit KI  
Infrastrukturelle Erweiterung der IWS DRYtraec-Technologie zu einer Forschungsplattform für die lösemittelfreie, trockene Herstellung von Batterieelektroden  
Forschungsfertigung Batteriezelle Deutschland - Energie- und ressourceneffiziente Batteriezellproduktion  
Entwicklung skalierfähiger Prozesse für die Herstellung von Feststoffbatterien  
FB2-Thio - Zellplattform Thiophosphate  
Operando-Analyse gestütztes, skalenübergreifendes und skalierbareres Elektroden-Design zur Leistungserhöhung von Lithium-Schwefel-Pouchzellen
Entwicklung von Lithium-Schwefel Feststoffbatterien in mehrlagigen Pouchzellen  
Funder
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-  
Open Access
DOI
10.1002/aenm.202406011
10.24406/publica-4628
File(s)
Advanced Energy Materials - 2025 - Schumm - Dry Battery Electrode Technology From Early Concepts to Industrial.pdf (3.47 MB)
Rights
CC BY 4.0: Creative Commons Attribution
Language
English
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS  
Fraunhofer Group
Fraunhofer-Verbund Light & Surfaces  
Keyword(s)
  • Dry Battery Electrode

  • DRYtraec

  • Dry Coating

  • Trockenbeschichtung

  • PTFE

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