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Batterien für die Elektromobilität ZSW erweitert Forschungsproduktion für Lithium-Ionen-Zellen

Redakteur: MA Alexander Stark

Batterien sind eine Schlüsseltechnologie für die wachsende Zahl der Elektrofahrzeuge und spielen für die Wertschöpfung eine wichtige Rolle. Derzeit findet die Fertigung hauptsächlich in Asien und Nordamerika statt. Mit dem Projekt Zellko Batt soll sich das ändern.

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Die Anlagen zur Herstellung von PHEV-1-Zellen (30 Ah) werden mit Zell-Kobatt auf großformatige PHEV-2- und Pouchzellen bis 80 Ah erweitert.
Die Anlagen zur Herstellung von PHEV-1-Zellen (30 Ah) werden mit Zell-Kobatt auf großformatige PHEV-2- und Pouchzellen bis 80 Ah erweitert.
(Bild: ZSW/Elvira Eberhardt)

Ulm – Im März 2020 startete das Vorhaben Zelko Batt. Damit wollen Forscherinnen und Forscher des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) großformatige Lithium-Ionen-Zellen für automobile Anwendungen optimieren und gleichzeitig die Kosten von Komponenten und Fertigungsprozessen senken. Die Ergebnisse sollen auf die bereits seit dem Jahr 2014 betriebene, seriennahe ZSW-Forschungsproduktionslinie übertragen und auf einen massentauglichen Maßstab gebracht werden. Damit soll eine weitere Brücke von der prototypischen Demonstration zur industriellen Massenproduktion in Deutschland geschlagen werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben mit 12,7 Millionen Euro über drei Jahre.

Produktion – Qualität – Performance – Kosten optimieren

Im Projekt „Entwicklung, Aufbau und Validierung von fortschrittlichen Material-, Zell- und Produktionssystemen für eine kosteneffiziente, nachhaltige und großskalige Batteriezellproduktion (Zellko Batt)“ 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.

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

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, insbesondere dann, wenn die Serientauglichkeit der Produkte noch nicht nachgewiesen ist. Zellko Batt 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.

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