TUB: 2,5 Mal effizientere Produktion von Batteriezellen

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
23.07.2019 11:17

TUB: 2,5 Mal effizientere Produktion von Batteriezellen

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

    Sogenannte kontinuierliche Z-Faltung soll Unternehmen Durchsatzsteigerung um rund 150 Prozent ermöglichen

    Medieninformation der TU Berlin Nr. 132 vom 23. Juli 2019

    2,5 Mal effizientere Produktion von Batteriezellen

    Sogenannte kontinuierliche Z-Faltung soll Unternehmen Durchsatzsteigerung um rund 150 Prozent ermöglichen

    Lithium-Ionen-Batteriezellen sind Schlüsselelemente der Elektromobilität und ein Hauptkostenfaktor für Elektrofahrzeuge. Bei diesen entfallen ungefähr 40 Prozent der Wertschöpfung auf die Batterie, wobei davon alleine bis zu 80 Prozent die Batteriezellen ausmachen. Die hohen Kosten der Batteriezellen werden unter anderem durch die derzeitig ineffiziente Produktion verursacht. Ein neues an der TU Berlin entwickeltes Produktionsverfahren, die sogenannte kontinuierliche Z-Faltung, verringert Zeit und Kosten der Herstellung. Damit können Lithium-Ionen-Akkus in Zukunft günstiger und schneller produziert werden.

    Batteriezellen für E-Autos bestehen aus Elektroden-Separator-Verbünden, also 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 sehr hohe Energiedichte im Vergleich zu anderen Verbundbauweisen, sodass E-Autos möglichst viel Energie aus einer Batterieladung ziehen und dementsprechend weit gefahren werden können, bis die Batterie wieder geladen werden muss.

    Bisherige Verfahren der Herstellung dieser Batterien beinhalten „Pick-and-Place“-Bewegungen. Dabei setzen Roboter die Elektroden- und Separatorfolien durch Aufgreifen und Positionieren Stück für Stück aufeinander. In der Natur dieses Vorgangs liegen zeitraubende Bewegungen und Stillstände, wenn die Robotersysteme vor- und zurückfahren. Die benötigte Zeit führt zu einer Durchsatzlimitierung und so zu einem kostentreibenden Prozessschritt in der Batteriezellenproduktion.

    TU-Forschende entwickeln neues Produktionsverfahren und arbeiten momentan an einem Demonstrator zur Validierung der Forschung

    Das Fachgebiet Montage- und Handhabungstechnik der TU Berlin hat ein Verfahren entwickelt, das durch eine kontinuierliche Materialbewegung Stillstandzeiten im Verfahrensablauf vermeidet und dadurch eine Durchsatzsteigerung im Vergleich zum internationalen 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. Der Einsatz von Transportsystemen mit linear umlaufenden Greifern erlaubt eine kontinuierliche Faltenerzeugung. Die Elektroden liegen dabei als zugeschnittene Folien und die Separatorfolie als Bandmaterial vor.

    Das Forschungsprojekt mit dem durch das Zentrum für geistiges Eigentum der TU Berlin patentierten Verfahren befindet sich momentan in einer Demonstrationsphase. Im vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt KontiBAT (2017–2020) wird aktuell ein Demonstrator entwickelt, der das Funktionsprinzip der kontinuierlichen Z-Faltung belegt. Der im Test befindliche Demonstrator stellt am Projektende mit der anvisierten Durchsatzsteigerung eine Sprunginnovation für den Markt der Batteriezellproduktion dar.

    Nach Projektende soll der Demonstrator mit Praxispartner im Anlagenbau, der Systemintegration und Zellherstellung zu einem seriennahen Prototyp weiterentwickelt werden. Das Projektteam sucht aktuell nach Kooperationspartner aus der Industrie, um die Innovation gemeinsam weiter in die Anwendung zu überführen, als auch aus der Wissenschaft, um das Verfahren in einem Folgeprojekt weiterzuentwickeln und auf andere Anwendungsgebiete zu übertragen. Für Fragen zur Lizensierung steht das Zentrum für geistiges Eigentum der Technischen Universität Berlin zur Verfügung.

    Weitere Informationen zum Projekt:
    www.tu-berlin.de/?180828

    Videomaterial:
    https://www.youtube.com/channel/UCj9cdDUg7M-LCM-TE9wkNFw

    Weitere Informationen über das Patent:
    https://srv.zfge.tu-berlin.de/de/techoffer/methode-und-vorrichtung-zur-kontinuie...

    Über das Zentrum für geistiges Eigentum der TU Berlin:
    Das Zentrum für geistiges Eigentum (ZfgE) an der TU Berlin ist die zentrale Anlaufstelle für alle Themengebiete rund um Immaterialgüterrecht und geistiges Eigentum. Das Team des ZfgE patentiert und vermarktet die Erfindungen der TU Berlin, außerdem lehren und forschen die Zentrumsangehörigen zu Technik- und Immaterialgüterrecht. Damit ist das Zentrum zentraler Ansprechpartner für Erfinder*innen der TU Berlin, für Kooperationspartner*innen aus Wirtschaft und Wissenschaft sowie für interessierte Wissenschaftler*innen und Expert*innen aus den Bereichen Technik und Recht.

    Fotomaterial zum Download
    www.tu-berlin.de/?206703

    Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
    Prof. Dr.-Ing. Franz Dietrich
    TU Berlin
    Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb
    Tel.: +49 30 314 22014
    E-Mail: f.dietrich@tu-berlin.de

    Muhammed Aydemir
    TU Berlin
    Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb
    Tel.: +49 30 314 79285
    E-Mail: aydemir@tu-berlin.de

    Ina Krüger
    TU Berlin
    Zentrum für geistiges Eigentum
    Lizenzmanagerin
    Tel.: +49 (0)30 314-75916
    E-Mail: ina.krueger@tu-berlin.de


    Weitere Informationen:

    http://www.tu-berlin.de/?180828
    https://www.youtube.com/channel/UCj9cdDUg7M-LCM-TE9wkNFw
    https://srv.zfge.tu-berlin.de/de/techoffer/methode-und-vorrichtung-zur-kontinuie...
    http://www.tu-berlin.de/?206703


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Energie, Maschinenbau, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie, Verkehr / Transport
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay