Forschungsprojekt zur schnelleren Batterieproduktion

25.03.2025

Forschungsprojekt zur Beschleunigung der Batterieproduktion

Der Ansatz des EXINOS2-Projekts bringt mehrere innovative Neuerungen in die Produktion von Batterie-Zellstapeln. Ein kontinuierlicher Fertigungsprozess, eine formatflexible Anlagentechnik sowie erhöhte Präzision und Qualität sollen das Verfahren auf ein neues Level heben. Doch wie unterscheiden sich die Prozesse des Verbundprojekts gegenüber gängigen Methoden der Batteriezellproduktion?

Innovationen des EXINOS2 Projekts

Ein kurzer Blick auf den aktuellen Batterie-Fertigungsprozess zeigt die Herausforderungen, denen sich das Projekt EXINOS2 stellen möchte: Beim Fertigen von Batteriezellstapeln müssen Kathode, Separator und Anode exakt aufeinandergestapelt werden. Während Anode und Kathode beschichtete Metallfolien sind, handelt es sich beim Separator meist um eine spezielle Kunststofffolie. Der gängige Produktionsprozess setzt hierfür auf automatisierte Greifvorgänge und starre Werkzeuge. Diese Art und Weise bringt jedoch automatisch Unterbrechungen im Ablauf mit sich, was den Prozess diskontinuierlich macht. Laut Pressemitteilung einer der beteiligten Unternehmen, ACP Systems AG, seien die formatgebundenen Werkzeuge zudem sehr unflexibel. Sobald ein neues Batterieformat produziert werden soll, seien kostenintensive neue Werkzeuge und zeitaufwändige Umrüstarbeiten notwendig. 

Die im Prototyp entwickelten Ansätze von EXINOS2 sollen genau diese Probleme lösen. Ein entscheidender Schritt ist die Entwicklung eines Verbunds aus Elektrodenblättern und Separator, der vor dem eigentlichen Stapelvorgang stattfindet. Dies ermöglicht eine kontinuierliche und damit deutlich schnellere Prozessführung. Gleichzeitig ist die Anlagentechnik so konzipiert, dass ein softwarebasiertes Umschalten auf andere Zellformate innerhalb kürzester Zeit stattfinden kann. Dies soll insbesondere durch flexibel anpassbare Handhabungssysteme ermöglicht werden – also durch Komponenten, die die einzelnen Elektrodenblätter präzise zuschneiden.

Beitrag zur Energiewende und zur Entwicklung der Elektromobilität

Die Partner von EXINOS2 verfolgen das Ziel, die Batteriezellproduktion in Deutschland wirtschaftlicher zu gestalten. Eine effizientere und flexiblere Herstellung soll maßgeblich zur Energiewende beitragen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie stärken. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Projekt mit 3,64 Millionen Euro. 

Neben den wissenschaftlichen Partnern KIT und Fraunhofer FFB sind mehrere Industrieunternehmen an der Umsetzung beteiligt und übernehmen verschiedene Aufgabenbereiche: So entwickelt ACP Systems AG zum Beispiel die Zielanlage und BST GmbH liefert eine Lösung zur Bahnlaufregelung und optischen Elektrodeninspektion, mit dem Fokus der Stapelgenauigkeit der Elektrodenblätter. Die J. Schmalz GmbH arbeitet an innovativen Vakuum-Greifsystemen. Auch Siemens ist beteiligt und entwickelt Hardware- und Softwarelösungen, während das WBK Institut für Produktionstechnik am KIT digitale Zwillinge erforscht und Teilprozesse optimiert. Das Fraunhofer FFB stellt die infrastrukturellen Rahmenbedingungen für die Integration in die industrielle Fertigung bereit. 

Bild: KIT, Amadeus Bramsiepe

Quelle:
electrive.net, Sebastian Schaal, 20.02.2025