Forschungsfertigung Batteriezelle

Batterieforschung am Technologiestandort Deutschland

Die Nachfrage nach innovativen Batterietechnologien nimmt insbesondere im Hinblick auf die Energie- und Mobilitätswende und den damit einhergehenden Wandel hin zur Elektromobilität stetig zu. Die Entwicklung und Produktion dieser Technologien befindet sich in Deutschland noch in der Anfangsphase und bietet daher großes Innovationspotenzial. Im Interesse vieler Akteure aus Politik und Wirtschaft wird die Batteriezellenforschung nachhaltig dazu beitragen, den Technologiestandort Deutschland im internationalen Wettbewerb auch langfristig erfolgreich zu stärken.

Forschungsfertigung Batteriezelle

Hier knüpft die Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) an, welche sich mit den Möglichkeiten des Transfers von innovativen Batteriezellkonzepten in industrielle Produkte unter Berücksichtigung neuer und innovativer Produktionsverfahren beschäftigt. Durch die Flexibilisierung und Modularisierung der Produktionsanlagen und die Entwicklung neuartiger Konzepte für einen nachhaltigeren Einsatz von Ressourcen soll die Zellfertigung von Lithium-Ionen-Batterien vorangetrieben werden. Von den Ergebnissen des Projektes können sowohl Industrieunternehmen jeglicher Größenordnung als auch Forschungspartner profitieren.

Das Fraunhofer IGCV unterstützt die Batteriezellenforschung vor allem durch seine Expertise und Erfahrung im Bereich der Verarbeitungstechnik. So sind wir im Kontext der Forschungsfertigung Batteriezelle hauptsächlich verantwortlich für Aspekte der Fabrikplanung und -bewertung, des Produktionsmanagements sowie der Anlagen- und Steuerungstechnik.

Neuartige Produktionsprozesse für die Batterieforschung

Optische Inspektion der Batterie-Elektroden am Fraunhofer IGCV
© Fraunhofer IGCV
Optische Inspektion der Batterie-Elektroden am Fraunhofer IGCV

Die ganzheitliche Betrachtung einer Batteriezellenfertigung umfasst die folgenden Punkte:

  • Großserienreifmachung der Lithium-Ionen-Batterie-Zellfertigung (Kosten, Qualität, Geschwindigkeit, Prozesssicherheit)
  • Flexibilisierung und Modularisierung der Produktionsanlagen
  • Pilotproduktion neuer Zellformate
  • Integration von Innovationsmodulen für neuartige Prozesse/Zellgenerationen
  • Entwicklung neuartiger Fabrik- und Anlagenkonzepte zur Steigerung der Ressourceneffizienz
  • Ausbildung von Experten für die Zellproduktion
  • Entwicklung neuer Anlagentechnik für die Industrie
Das Gesamtprojekt FFB ist organisatorisch dem Aachener Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT zugeordnet. Unterstützt wird das Fraunhofer IPT von weiteren acht über die gesamte Bundesrepublik verteilten Fraunhofer-Instituten, auch vom Fraunhofer IGCV. Zu den weiteren Partnern der Forschungsfertigung Batteriezelle gehören das Universitätsinstitut Münster Electrochemical Energy Technology (MEET) und der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen. Gefördert wird das mit über 700 Millionen Euro dotierte Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Fraunhofer IGCV ist in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München in einem Arbeitspaket in leitender Funktion, sonst in unterstützender Funktion an verschiedenen Arbeitspaketen der Forschungsfertigung Batteriezelle beteiligt.

Batteriezellenforschung am Fraunhofer IGCV

Qualtitätsprüfung und Technische Sauberkeit

Das Fraunhofer IGCV befasst sich im Rahmen der Forschungsfertigung Batteriezelle unter anderem mit den Themen Qualitätsprüfung und Technische Sauberkeit innerhalb der Produktionsprozesskette. Dazu gehören beispielsweise die Erfassung und automatisierte Klassifikation von Qualitätsmerkmalen der eingesetzten Separatorfolien, die Sauberkeitsprüfung von konfektionierten Batterieelektroden sowie die bedarfsgerechte Auswahl und Implementierung von Reinigungstechnologien innerhalb der Produktionsprozesskette.

Auslegung Flexibler Transportsysteme

Aufgrund der großen Produktvarianz sowie der späteren Einbindung der Innovationsmodule ist eine große Flexibilität beim Materialtransport erforderlich. Dieser Herausforderung kann durch den Einsatz fahrerloser Transportsysteme (FTS) begegnet werden. Damit das volle Potenzial ausgeschöpft werden kann, ist ein energieorientierter Betrieb notwendig. Dieser ermöglicht die Einsatzplanung anhand der aktuellen Batteriekapazität sowie der für den Auftrag notwendigen Energie vor der Auswahl eines verfügbaren Transportsysteme. Dafür werden die verschiedenen Systeme bewertet und ausgewählt.

Erfahrung durch Referenzprojekte

Um konkrete Fragestellungen behandeln zu können, kann das Fraunhofer IGCV auf die Erfahrung aus zahlreichen Referenzprojekten zurückgreifen. Wichtig sind dabei vor allem die folgenden Schwerpunkte:

Zusammenarbeit

Wir finden gerne eine individuelle Lösung für Ihr Anliegen.

Branchenlösungen

Die Schlüsselbranchen des Fraunhofer IGCV:

  • Maschinen- und Anlagenbau
  • Luft- und Raumfahrt
  • Automotive und Nutzfahrzeuge

Kompetenzen

Wir gestalten den Weg in die Zukunft des effizienten Engineerings, der vernetzten Produktion und der intelligenten Multimateriallösungen.

Referenzprojekte

Zur Übersicht der Referenzprojekte am Fraunhofer IGCV.