idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Imagefilm
Science Video Project
idw-News App:

AppStore



Teilen: 
24.03.2021 14:38

DigiBattPro4.0: Digitalisierungslösungen und Materialentwicklung für die Batterieproduktion

Jörg Walz Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

    Smartphone, Gabelstapler, Elektroauto – effektive Energiespeicher sind unerlässlich, um von fossilen Energieträgern auf sauberen Strom umsteigen zu können. Das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat nun zusammen mit Partnern ein Projekt gestartet, das die Produktion von Batteriezellen kostengünstiger machen und deren Qualität verbessern soll.

    Das Ziel ist eine vollautomatische Produktion, die nicht nur fehlerhafte Werkstücke erkennt, sondern auch die Ursache dafür – und ohne Eingriff eines Menschen unverzüglich gegensteuert. Das ist nur möglich, wenn die gesamte Prozesskette digitalisiert ist und Sensoren zahllose Daten sammeln. In dieser Zukunftsfabrik wird alles erfasst: von den Einstellungen aller Maschinen über die Dicke der aufgetragenen Beschichtung bis zu Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit. Um im Datendschungel sinnvolle Zusammenhänge zu finden, braucht es Künstliche Intelligenz. Sie ermittelt, bei welchen Einstellungen und Parametern mit welchem Ergebnis zu rechnen ist.

    Digitalisierungskonzepte für die Batterieproduktion

    DigiBattPro4.0 steht für Digitalisierte Batteriezellenproduktion mit Industrie-4.0-Technologien. Das Ziel des Projekts lässt sich freilich nicht im Labor erreichen. Für belastbare Ergebnisse braucht es eine reale Fertigung mit hohen Stückzahlen. Das ermöglicht der baden-württembergische Batteriekonzern Varta, der täglich zehntausende Batterien produziert. Hier werden die Fraunhofer-Experten zunächst alle Maschinen vernetzen und ein Computermodell erstellen. Der gesamte Produktionsprozess läuft dann nicht nur real ab, sondern auch virtuell. Das Modell soll zeigen, wie die Prozessgrößen die Produkteigenschaften beeinflussen, wo sich also Verbesserungen erreichen lassen – die Vorstufe zur selbstregelnden Fabrikation.

    Fertigungsprozess passt sich selbstlernend an

    Was in der Bestandsproduktionslinie gelingt, soll im nächsten Schritt auf Lithium-Ionen-Batterien übertragen werden, wie sie etwa in Elektroautos stecken. Die Standardzellen sind zylinderförmig und messen 70 Millimeter in der Höhe und 21 Millimeter im Durchmesser. Experten sprechen vom 21700-Format. Das Projekt soll am Ende seiner Laufzeit die Voraussetzungen schaffen, um solche Zellen vollautomatisch mit Hilfe selbstregeln¬der störungsfreier Prozesse zu fertigen und damit Durchlaufzeiten zu verkürzen und Ausschuss zu reduzieren.

    Entwicklung umweltfreundlicher leistungsfähiger Materialien

    Die Zellen sollen auch durch neue Materialien leistungsfähiger und der Herstellungsprozess umweltschonender werden: Ein wässriges Kathodenmaterial ersetzt das umweltschädliche Lösungsmittel, außerdem erhöht ein angereicherter Nickelanteil die Energiedichte.

    Technologische Souveränität sichern und Konkurrenzfähigkeit erhalten

    Die Verknüpfung von Digitalisierung und Materialentwicklung, an der neben dem Fraunhofer-Institut und Varta auch das Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg ZSW beteiligt ist, gewährleistet rasche Ergebnisse. Das Projekt ist am 1. März angelaufen und soll vier Jahre laufen. »Langfristig werden die entwickelten Digitalisierungslösungen die Wirtschaftlichkeit der Batteriezellen¬produktion fördern und den Produktionsstandort Deutschland sichern«, ist IPA-Institutsleiter Professor Alexander Sauer überzeugt.

    Steckbrief

    Projektname: DigibattPro4.0 – Digitalisierte Batteriezellenproduktion 4.0

    Programm: Vom Material zur Innovation

    Projektträger: Jülich (PtJ)

    Projektdauer: 1.3.2021 bis 28.2.2025

    Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF

    Fördersumme: 30 Mio Euro

    Förderkennzeichen: 03XP0374C

    Partner: Fraunhofer IPA, VARTA Consumer Batteries GmbH & Co. KGaA, VARTA Microbattery GmbH, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) Ulm

    Pressekommunikation:
    Jörg-Dieter Walz | Telefon +49 711 970-1667 | joerg-dieter.walz@ipa.fraunhofer.de


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Max Weeber | Telefon +49 711 970-1017 | max.weeber@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA | www.ipa.fraunhofer.de


    Weitere Informationen:

    http://www.ipa.fraunhofer.de
    https://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse.html


    Anhang
    attachment icon PRESSEINFORMATION - DigiBattPro4.0 Digitalisierungslösungen und Materialentwicklung für die Batterieproduktion

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
    Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Maschinenbau, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsprojekte, Kooperationen
    Deutsch


    Batteriezellfertigung bei VARTA.


    Zum Download

    x

    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).