Die Entwicklung und Industrialisierung einer neuartigen Produktionsanlage zur Herstellung von Batterie-Zellstapeln ist das Ziel des Verbundprojekts Exinos2. Das Anlagenkonzept, das auf den Ergebnissen vorheriger Forschungsprojekte aufbaut, verspreche durch den Einsatz innovativer Technologien eine signifikant verbesserte Effizienz und Flexibilität der Batteriezellfertigung. Das schreibt der Projektkoordinator im Konsortioum, ACP Systems. Weitere Partner sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB sowie die BST GmbH, J. Schmalz GmbH und die Siemens AG. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit 3,64 Millionen Euro.

Für die Herstellung von Batterie-Zellstapeln sei es zentral, die einzelnen Elektrodenblätter, jeweils getrennt durch einen Separator, präzise übereinander zu stapeln. Bisherigen Anlagenkonzepte setzten zumeist auf automatisierte Greifvorgänge und starre Werkzeuge. Zwischen den Greifvorgängen entstehen aber zwangsläufig Pausen, die zu einem diskontinuierlichen Prozess führen. Gleichzeitig erschwerten die Werkzeuge den Wechsel auf andere Batteriezellformate. Für ein neues Batterieformat seien kostenintensive neue Werkzeuge und zeitaufwändige Umrüstarbeiten notwendig.

Schneller präzise stapeln

Das bereits prototypisch aufgebaute Anlagenkonzept des Konsortiums biete hingegen Optimierungspotenziale hinsichtlich beider dieser Herausforderungen. So lasse sich durch das Herstellen eines Verbundes aus dem Separator und den Elektrodenblättern vor dem eigentlichen Stapelvorgang eine kontinuierliche und damit insgesamt schnellere Prozessführung erreichen. Die Anlagentechnik selbst sei formatflexibel gestaltet, sodass innerhalb kurzer Zeit softwarebasiert auf neue Zellformate umgestellt werden könne.

Die Effizienz und Flexibilität der Batteriefertigung in Deutschland, die zukünftig entscheidend zur Energiewende beitragen soll, lasse sich dadurch deutlich verbessern.

Innerhalb des auf drei Jahre ausgelegten Projektes wollen die Partner dafür alle Teilprozesse des prototypischen Anlagenkonzepts hin zu einer Serientauglichkeit nach industriellen Standards weiterentwickeln und erproben. Darüber hinaus kommen alternative Technologien innerhalb der Anlage zum Einsatz. Eine wichtige Rolle spielen dabei digitale Methoden. So könne beispielsweise eine multiphysikalische Anlagensimulation dabei helfen, die Position einzelner Komponenten innerhalb der Maschine zu optimieren. Außerdem könne der entwickelte „digitale Zwilling“ die Inbetriebnahme der Anlage beschleunigen und auch innerhalb des Produktionsprozesses wertvolle Informationen für den Maschinenbediener liefern.

Quelle: ACP Systems | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH