ZellkoBatt erweitert die ZSW-Anlagen zur Herstellung von PHEV-1-Zellen (30 Ah) auf großformatige PHEV-2- und Pouchzellen bis 80 Ah.

Bild: Elvira Eberhardt, ZSW

Forschungsproduktion für Lithium-Ionen-Zellen erweitert Batterien für die Elektromobilität aus Ulm

06.03.2020

Derzeit werden Batterien für Elektrofahrzeuge hauptsächlich in Asien und Nordamerika produziert. Mit dem Projekt ZellkoBatt soll sich das ändern: In dem im März 2020 gestarteten Vorhaben wollen Forscher des ZSW großformatige Lithium-Ionen-Zellen für automobile Anwendungen optimieren und gleichzeitig die Kosten von Komponenten und Fertigungsprozessen senken.

Die Ergebnisse des Projekts ZellkoBat sollen auf die seit 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 BMBF fördert das Vorhaben mit 12,7 Millionen Euro über drei Jahre.

„Die Elektromobilität wird die Zulieferindustrie für die Automobilwirtschaft sehr stark verändern“, sagt Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens, 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 soll die bestehende Technologieinfrastruktur nun erweitert werden, um den Transfer innovativer Batteriezellen in die industrielle Massenproduktion zu beschleunigen.

Batterietechnologie verbessern

Im Projekt 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 Ah sowie Rundzellen vom Typ 21700 erweitert werden“, erklärt Dr. Wolfgang Braunwarth, Leiter des Fachgebiets Produktionsforschung am ZSW.

Darüber hinaus will das ZSW 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 soll es sich künftig schneller sowohl auf die Anforderungen der Industrie als auch auf neue Erkenntnisse der Forschung reagieren lassen.

Massenproduktion etablieren

Das Herzstück von Elektrofahrzeugen ist 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 und 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. 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.

Bildergalerie

  • Blick in die vollautomatische Assemblierung und Formierung: Hier entstehen die Lithium-Ionen-Zellen aus Ulm.

    Bild: ZSW

  • Das ZSW betreibt seine Forschungsplattform für die industrielle Produktion von Batteriezellen seit 2014.

    Bild: ZSW

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