Fraunhofer IPA Zentrum für digitalisierte Batteriezellenproduktion eröffnet

Mit einer neuen Abteilung am Fraunhofer IPA in Stuttgart soll der Herstellungsprozess der Batteriezelle so angepasst werden, dass europäische Unternehmen mit Produzenten aus Asien mithalten können.

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

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Baden-Württembergs Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut hat vergangene Woche das Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) am Fraunhofer IPA in Stuttgart eröffnet. Das teilte das Institut in einer Pressemitteilung mit. Forscher arbeiten dort unter anderem mit dem Batteriekonzern Varta zusammen, um die Entwicklung von Batteriezellen voranzutreiben. Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg hat den Aufbau des ZDB im Rahmen des Strategiedialogs Automobilwirtschaft BW mit knapp fünf Millionen Euro gefördert.

Elektromobilität

Das Batteriematerial der Zukunft

Bisher kommen Batteriezellen überwiegend aus China, Südkorea, Japan und den Vereinigten Staaten – das soll sich ändern. „Wenn die deutsche Industrie künftig nicht mehr von asiatischen Batteriezellenproduzenten abhängig sein soll, müssen wir in Deutschland und Europa nicht nur unseren Rückstand aufholen, sondern die Technologieführerschaft übernehmen“, so Professor Alexander Sauer, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und des Instituts für Energieeffizienz in der Produktion EEP der Universität Stuttgart.

Digitalisierung der Batteriezellenproduktion

Um das zu erreichen, arbeiten die Forscher vom Fraunhofer IPA daran, die Batteriezellenproduktion zu digitalisieren. In den vergangenen knapp drei Jahren haben sie auf dem Fraunhofer-Campus in Stuttgart-Vaihingen das neue ZDB aufgebaut. In Zusammenarbeit mit Varta haben sie dort wesentliche Teile der Prozesskette der Batteriezellenproduktion im Labormaßstab nachgebaut und die einzelnen Stationen digital miteinander vernetzt.

Diese Vernetzung soll riesige Mengen an Daten generieren, die das Forschungsteam auswertet. Die lückenlose Nachverfolgbarkeit der Produktion soll künftig in Echtzeit geschehen – mit einem sogenannten digitalen Zwilling, einem virtuellen Abbild der Produktion. Auf diese Weise können die Wissenschaftler ineffiziente Prozesse entdecken und diese verbessern. So kann zum Beispiel die Elektrolytbefüllung, eine der wichtigsten Arbeitsschritte während der Montage, immer präziser ausgeführt werden, was sich positiv auf die Leistung der fertigen Batteriezelle auswirkt.

„Zug für Batteriezellfertigung“ noch nicht abgefahren

Ein weiterer Punkt ist die Planung von wandlungsfähigen Fabriken für die Batteriezellenproduktion. Es sei sehr wahrscheinlich, dass Batteriezellen schon in wenigen Jahren anders gefertigt werden als heute: Wenn diese potenziellen Veränderungen schon bei der Planung einer Batteriezellenfabrik beachtet werden, spare man sich so Um- und Neubauten in der Zukunft. Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA berücksichtigen deshalb neben den Material- und Energie- auch die Informationsflüsse in der Batteriezellenproduktion, um ein Fabriklayout zu entwickeln.

Elektromobilität

Neuer Werkstoff aus China für günstigere Feststoffbatterien

Professor Kai Peter Birke, der das ZDB leitet und die Professur für Elektrische Energiespeichersysteme an der Universität Stuttgart innehat, geht davon aus, dass die Batteriezelle auch in Zukunft wichtig bleibt: „Der Aussage, der Zug für Batteriezellfertigung sei abgefahren, kann man keinesfalls zustimmen. Im Gegenteil: Gerade weil künftig viele Gigawattstunden an Batteriekapazität benötigt werden, ist Spielraum für neue Akteure und verbesserte Ansätze vorhanden.“

Eines der nächsten gemeinsamen Ziele von Varta und dem Fraunhofer IPA sei es, einsatzfähige Festkörperbatterien zu produzieren. Diese sollen eine wesentlich höhere Energiedichte aufweisen als bisherige Batteriezellen.

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