Batterie-Forschung: Innovatives Entwicklungskonzept für serientaugliche Anlage zur Stapelbildung auf der Agenda

Zimmern ob Rottweil - Für die Herstellung von Batterie-Zellstapeln müssen die einzelnen Elektrodenblätter, jeweils getrennt durch einen Separator, präzise übereinandergestapelt werden. In bisherigen Anlagenkonzepten wird dies durch zumeist mehrere automatisierte Greifvorgänge und starre Werkzeuge umgesetzt.

Zwischen den Greifvorgängen entstehen allerdings zwangsläufig Pausen, die zu einem diskontinuierlichen Prozess führen. Gleichzeitig erschweren die formatgebundenen Werkzeuge den Wechsel auf andere Batteriezellformate. Soll ein neues Batterieformat produziert werden, sind kostenintensive neue Werkzeuge und zeitaufwändige Umrüstarbeiten notwendig.

Ziel des Verbundprojekts EXINOS2 (FKZ: 03XP0645A-F) ist daher die Entwicklung und Industrialisierung des prototypischen Anlagenkonzepts für eine optimierte Stapelbildung in der Batteriezellproduktion. Das Anlagenkonzept, das auf den Ergebnissen vorheriger Forschungsprojekte aufbaut, verspricht durch den Einsatz innovativer Technologien eine signifikant verbesserte Effizienz und Flexibilität der Batteriezellfertigung.

Das bereits prototypisch aufgebaute Anlagenkonzept bietet Optimierungspotenziale hinsichtlich dieser beiden Herausforderungen. Durch das Herstellen eines Verbundes aus dem Separator und den Elektrodenblättern vor dem eigentlichen Stapelvorgang kann eine kontinuierliche und damit insgesamt schnellere Prozessführung erreicht werden. Die Anlagentechnik selbst ist formatflexibel gestaltet, so dass innerhalb kurzer Zeit softwarebasiert auf neue Zellformate umgestellt werden kann. Dies wird vor allem durch die flexibel verstellbaren Handhabungssysteme erreicht, durch die auch das Zuschneiden der einzelnen Elektrodenblättern erfolgt.

In dem Projekt arbeiten Forschende des WBK Instituts für Produktionstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB sowie den Industriepartnern ACP Systems AG, BST GmbH, J. Schmalz GmbH und der Siemens AG an der Weiterentwicklung des prototypischen Anlagenkonzepts. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit 3,64 Mio. Euro.

Durch das Projekt kann nach Einschätzung der am Projekt beteiligten ACP Systems AG die Effizienz und Flexibilität der Batteriefertigung in Deutschland deutlich verbessert werden. Dies wiederum, so ACP, eröffne große Chancen, die wirtschaftliche Kraft und technologische Innovation zu stärken sowie den Ausbau der Elektromobilität zu unterstützen.