Die in den Batterien von modernen Elektroautos eingesetzten Lithium-Ionen-Zellen sind für die Leistungsfähigkeit sowie in hohem Maße für die Kosten der alternativen Antriebsart verantwortlich. Auf die Batterie entfallen bis zu 40 Prozent der Wertschöpfung, davon machen bis zu 80 Prozent die Batteriezellen aus. Forscher der Technischen Universität Berlin wollen deren Produktion effizienter gestalten.
Ein neues an der TU Berlin entwickeltes Produktionsverfahren, die sogenannte kontinuierliche Z-Faltung, verringere Zeit und Kosten der Herstellung, teilte die Universität mit. Damit könnten Lithium-Ionen-Akkus in Zukunft schneller und günstiger hergestellt werden.
Batteriezellen für Elektroautos bestehen aus dünnen metallischen Elektrodenfolien und extrem dünnen dazwischenliegenden Separatorfolien aus Kunststoff. Sie werden in Form einer Z-Struktur in der Batterie angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht eine hohe Energiedichte im Vergleich zu anderen Verbundbauweisen, sodass E-Autos möglichst viel Energie aus einer Batterieladung ziehen und weit gefahren werden können, bis die Batterie wieder geladen werden muss.
Bisherige Verfahren der Herstellung beinhalten „Pick-and-Place“-Bewegungen, erklären die Experten der TU Berlin. Dabei setzten Roboter die Elektroden- und Separatorfolien durch Aufgreifen und Positionieren Stück für Stück aufeinander. Dieser Vorgang sorge für zeitraubende Bewegungen und Stillstände, wenn die Robotersysteme vor- und zurückfahren. Die benötigte Zeit führe zu einer Durchsatzlimitierung und so zu einem kostentreibenden Prozessschritt in der Batteriezellen-Produktion.
Das Fachgebiet Montage- und Handhabungstechnik der Berliner Hochschule hat ein Verfahren entwickelt, das durch eine kontinuierliche Materialbewegung Stillstandzeiten im Verfahrensablauf vermeiden und dadurch eine Durchsatzsteigerung im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik um rund 150 Prozent erreichen soll. „Das bedeutet, dass in der Zeit, in der heute 100 Batterien produziert werden, in Zukunft mit dem neuen Verfahren 250 Batterien hergestellt werden könnten“, heißt es. Der Einsatz von Transportsystemen mit linear umlaufenden Greifern erlaube eine kontinuierliche Faltenerzeugung. Die Elektroden liegen dabei als zugeschnittene Folien und die Separatorfolie als Bandmaterial vor.
Das Forschungsprojekt mit dem von der TU Berlin patentierten Verfahren befindet sich momentan in einer Demonstrationsphase. Nach Ende des „KontiBAT“-Projekts soll der aufgebaute Demonstrator mit Praxispartnern im Anlagenbau, der Systemintegration und Zellherstellung zu einem seriennahen Prototyp weiterentwickelt werden. Derzeit wird noch nach Kooperationspartnern aus Industrie und Wissenschaft gesucht, um die Innovation weiterzuentwickeln und in die Anwendung zu überführen.
nilsbär meint
„Derzeit wird noch nach Kooperationspartnern aus Industrie und Wissenschaft gesucht.“
Im Klartext: Niemand interessiert sich dafür. Bei vielversprechenden Startups wie Solid Power und Quantumscape sind die großen Player mit zig Millionen eingestiegen und trotzdem ist bis jetzt nichts rausgekommen.
Aber bei jeder Pressemitteilung über die Batterieforschung wird dick aufgetragen, so auch hier: Die Durchlaufzeit der Fertigung wird mehr als halbiert. Na klar.
Pferd_Dampf_Explosion_E meint
Null Fertigung dividiert durch 2 ist immer noch Null Fertigung.
EV1 meint
Wie heißt es auf den Fachvorträgen am Ende immer so schön: „We are always looking for partners. Come and visit us at our booth“.
Im Folgejahr ist von ihnen dann nichts mehr zu sehen.
EV1 meint
Aber Obacht: Durchsatzsteigerung bei der Fertigung und Maximierung der Energiedichte ist nicht alles, wenn dadurch die Langlebigkeit der Zelle aufgrund thermischer Beanspruchung im Betrieb leidet. Alles eine Frage der Abwägung.
JoSa meint
Super…
Wenn sich die Leute noch mit denen „https://www.elektroauto-news.net/2019/trockenbeschichtung-elektroauto-akku-guenstiger/“ zusammen tun, steht der Europäischen Batterieproduktion nichts mehr im Weg.
Andy meint
…doch, unwillige, unfähige und innovationsverhindernde Zulieferer alla Bosch, Conti und Co.
Sledge Hammer meint
+1
Senfte meint
Ja, die bösen bösen deutschen Zulieferer. Wie konnte Tesla jemals auch nur ein Fahrzeug bauen, 40% aller Teile kommen von deutschen Zulieferern
lo meint
Es ging um Zellfertigung
Fritz! meint
Indem sie eben die Zellfertigung nicht den bösen deutschen Firmen überlassen haben sondern nur die Dinge von deutschen Firmen haben bauen lassen, die sie gut können.