Akkutechnologie Neue Produktionsverfahren ermöglichen deutlich leistungsfähigere Akkus

Redakteur: Margit Kuther

Das Karlsruher Institut für Technologie arbeitet an einer völlig neuen Lithium-Ionen-Zellen-Fertigung mit günstigeren Prozesstechnologien. Einsatzgebiete sind elektrische Nutzfahrzeuge sowie stationäre Speicher.

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Beschichtung mit Elektrodenmaterial: Das Ineinandergreifen vieler Produktionsschritte bestimmt Eigenschaften und Kosten der fertigen Batterie
Beschichtung mit Elektrodenmaterial: Das Ineinandergreifen vieler Produktionsschritte bestimmt Eigenschaften und Kosten der fertigen Batterie
(Bild: M. Lober/KIT)

Effiziente, wirtschaftliche Speichertechnologien sind der zentrale Baustein für Elektromobilität und Energiewende. Damit steigt der Bedarf an leistungsfähigen, alltagstauglichen und bezahlbaren Batteriesystemen.

Forschungsfabrik für die Kleinserien-Produktion

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wird nun mit Förderung des BMWi eine Forschungsfabrik für die Kleinserien-Produktion von Lithium-Ionen-Zellen eingerichtet. Hier werden neue Produktionstechnologien entwickelt, die den hohen Ansprüchen an Leistungsdichte, Bedienbarkeit und Wirtschaftlichkeit genügen sollen.

Völlig neue Produktionsverfahren für Lithium-Ionen-Zellen

„Die neue Forschungsinfrastruktur wird dazu dienen, neue kostenoptimierte Produktionsverfahren zu entwickeln und zu erproben“, erklärt Dr. Andreas Gutsch, Koordinator des Projekts Competence E am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Sowohl für stationäre Speicher als auch für schnellladefähige Fahrzeugbatterien müssen kostengünstige und leistungsfähige Lithium-Ionen-Zellen zum Einsatz kommen.

Einzelne Fertigungsschritte werden vollständig neu entwickelt

In der Forschungsfabrik werden daher einzelne Fertigungsschritte für deren Herstellung vollständig neu entwickelt. „Wir wollen den Pfad bisher bekannter Fertigungstechnologien verlassen und völlig neue Produktions- und Integrationsverfahren für Lithium-Ionen-Zellen entwickeln“, so Gutsch. Damit einher gehen neue Trocknungs-, Beschichtungs- und Kalandriertechniken für Elektrodenmaterialien sowie neue Assemblierungsverfahren für Zellen.

Die Herstellung startet Ende Februar

Die Fertigungslinien mit neuer Maschinen- und Anlagentechnik zur Validierung der unterschiedlichen Konzeptstudien werden gemeinsam mit deutschen Zulieferern entwickelt und aufgebaut. „Hier gilt es, den deutschen Maschinen- und Anlagenbau für Lithium-Ionen-Zellen mithilfe der Forschungsfabrik zu stärken“, erklärt Gutsch.

Technologien werden bis zur Produktionsreife getestet

Die am KIT entwickelten Technologien werden anhand von Testläufen und Kampagnen in größeren Stückzahlen bis zur Produktionsreife getestet. So können wirtschaftlich vielversprechende Produktionsverfahren identifiziert werden. Damit sind technische Durchbrüche in der Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen zu erwarten, die zu erheblichen Kostenvorteilen führen werden.

Förderung vom Bundesministerium für Wirtschaft

Die nahezu 1500 m2 große Produktionshalle wird auf dem Gelände des Campus Nord des KIT eingerichtet. Für die Beschaffung der ersten Anlagentechnik hat das Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) im November 2012 die Förderzusage erteilt. Die ersten Maschinen zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien werden bereits Ende Februar 2013 in Betrieb genommen. Im Hinblick auf die Einsatzfelder der Batterien stehen elektrische Nutzfahrzeuge sowie stationäre Speicher für den Privathaushalt und die Industrie im Fokus. Für diese Einsatzfelder werden parallel zum Aufbau der Forschungsfabrik bereits erste Demonstratoren aufgebaut, die ebenfalls ab Frühjahr 2013 in Betrieb gehen werden.

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