Forschungsinitiative für Batterieproduktion in Deutschland

Derzeit findet die Batterieproduktion hauptsächlich in Asien und Nordamerika statt. Sie sind jedoch ein wesentliches Element für die Elektromobiliät und auf die Energiewende. 

Die Ergebnisse von ZellkoBat will das ZSW künftig auf die bereits seit dem Jahr 2014 betriebene, seriennahe ZSW-Forschungsproduktionslinie übertragen. Außerdem will es die Linie auf einen massentauglichen Maßstab bringen. Ziel ist es, somit eine weitere Brücke von der prototypischen Demonstration zur industriellen Massenproduktion in Deutschland zu schlagen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben mit 12,7 Millionen Euro über drei Jahre. 

„Die Elektromobilität wird die Zulieferindustrie für die Automobilwirtschaft sehr stark verändern“, sagt Margret Wohlfahrt-Mehrens, die Leiterin der Batterieforschung am ZSW. „Wir müssen alles daransetzen, die Entwicklung und Produktion von Batteriesystemen zügig voranzutreiben, um die Zukunftsfähigkeit des Automobillandes Deutschland zu sichern. Mit dem Projekt ZellkoBatt erweitern wir unsere bestehende Technologieinfrastruktur, um den Transfer innovativer Batteriezellen in die industrielle Massenproduktion zu beschleunigen.“

Produktion – Qualität – Performance – Kosten optimieren

Im Projekt „Entwicklung, Aufbau und Validierung von fortschrittlichen Material-, Zell- und Produktionssystemen für eine kosteneffiziente, nachhaltige und großskalige Batteriezellproduktion (ZellkoBatt)“ streben die ZSW-Forscher eine deutliche Verbesserung von Lithium-Ionen-Zellen gegenüber dem jetzigen Stand der Technik an. „Hierfür soll das langjährige verfahrens- und produktionstechnische Know-how um großformatige Pouch- und PHEV-2-Zellen bis 80 Amperestunden sowie Rundzellen vom Typ 21700 erweitert werden“, erklärt Wolfgang Braunwarth, Leiter des Fachgebiets Produktionsforschung am ZSW. 

Darüber hinaus will das ZSW die Möglichkeiten der Digitalisierung der Zellproduktion ausbauen: Über eine cloudbasierte Datenschnittstelle lassen sich Daten für weitere Forschungszwecke, beispielsweise zur Modellierung und Simulation der Produktion oder zur intelligenten Prozesssteuerung durch maschinelles Lernen nutzen. Außerdem lassen sie sich an externe Partner übertragen. Damit kann das ZSW künftig schneller sowohl auf die Anforderungen der Industrie als auch auf neue Erkenntnisse der Forschung reagieren. 

Massenproduktion etablieren

Die Mobilität von morgen soll klimaneutral und möglichst emissionsfrei sein. Elektrofahrzeuge bieten ein enormes Potenzial zur CO2-Reduzierung, weil immer mehr Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Ziel der Bundesregierung ist es, den Bestand auf bis zu zehn Millionen Elektrofahrzeuge in Deutschland bis 2030 zu steigern. 

Das Herzstück von Elektrofahrzeugen bildet der Akku. Während asiatische Wettbewerber den Markt dominieren, weil sie seit Jahren massiv in die Erweiterung ihrer Massenfertigungen von Batteriezellen investieren, kommen die Fertigungen in Deutschland bislang kaum über den Status von Pilotlinien bzw. Kleinserienfertigungen hinaus. Ein Problem sind dabei die hohen Investitionen für den Aufbau einer Massenproduktion. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Serientauglichkeit der Produkte noch nicht nachgewiesen ist. ZellkoBatt soll dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, damit deutlich mehr Bewegung in den Aufbau von Produktionskapazitäten in Deutschland kommt, um die wachsende Nachfrage nach Batterien bedienen zu können. 

Informationen zu ZellkoBatt

Im Forschungsprojekt ZellkoBatt arbeiten Forschende des ZSW daran, die bestehende Infrastruktur um Maschinen und Anlagen zur hocheffizienten Massenproduktion von Lithium-Ionen-Zellen zu erweitern und optimierte Fertigungsprozesse dafür zu entwickeln. ZellkoBatt bildet einen Baustein im Dachkonzept „Forschungsfabrik Batterie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und in der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung zum Aufbau einer wettbewerbsfähigen Batteriezellproduktion in Deutschland.

5.3.2020 | Quelle: ZSW | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH