TU Braunschweig Drei neue Projekte zur Batteriezellproduktion gestartet

Beispiel für die vernetzte Batterieproduktion: Abruf von Maschinendaten in der Battery LabFactory Braunschweig.
Beispiel für die vernetzte Batterieproduktion: Abruf von Maschinendaten in der Battery LabFactory Braunschweig.

Drei Forschungsprojekte für die Entwicklung und die Produktion leistungsfähiger und kostengünstiger Batteriezellen für die Elektromobilität und stationäre Energiespeicherung starteten Anfang dieses Jahres an der Battery LabFactory Braunschweig (BLB) der TU Braunschweig.

Im Mittelpunkt stehen Innovationen in der Produktion, der Materialveredlung und im Batteriezelldesign für zukünftige Speichersysteme. Gefördert werden die Verbundprojekte an der TU Braunschweig mit insgesamt 4,8 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Voraussetzungen für neue Produkt- und Produktionsstrategien für kostengünstige und bessere Batteriezellen möchten die Forscherinnen und Forscher der BLB mit dem Forschungsprojekt „DaLion“ schaffen. Mithilfe einer zentralen Datenbank (Data-Mining-System) werden sie Produktions- und Messdaten erfassen und damit Wechselwirkungen und Zusammenhänge bei der Elektroden- und Zellproduktion von Lithium-Ionen Batteriezellen erforschen sowie mögliche Störfaktoren bei der Batterieproduktion identifizieren. Eine Vielzahl von Faktoren im Produktionsprozess, aber auch die Beschaffenheit der verwendeten Ausgangsmaterialien, beeinflussen die Eigenschaften der Batteriezellen, etwa in Hinblick auf die Energie-, Leistungsdichte und Lebensdauer. Die BLB bietet als Technologieplattform für Batterieproduktionsprozesse die Voraussetzungen, ein solches Data-Mining-System vollständig in den Forschungsbetrieb zu etablieren und sämtliche Prozessschritte der Elektroden- und Zellfertigung zu analysieren.

Mit der Gestaltung und der Zusammensetzung neuer Batteriematerialien setzen sich die Forscherinnen und Forscher der BLB gemeinsam mit mehreren, vorrangig norddeutschen Unternehmen in dem Forschungsprojekt „SigGI“ auseinander. Ziel des von der Volkswagen AG koordinierten Verbundprojekts ist es, den Energiegehalt und die Lebensdauer von zukünftigen Batteriesystemen maßgeblich zu erhöhen. Eine der vielversprechendsten Materialkombinationen sind dabei sogenannte Silicium-Kohlenstoff-Komposite, die den Energiegehalt erheblich steigern können. Das hoch aufnahmefähige Silicium besitzt einen siebenfach höheren Energiegehalt, dehnt sich während des Ladevorgangs jedoch so stark aus, dass es die Lebensdauer einer Batterie verkürzt. Daher arbeiten die Disziplinen Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Automatisierungstechnik und Elektrochemie Hand in Hand, um mit neuen Produktionsverfahren diese negativen Effekte zu beheben.

Im Verbundprojekt “BenchBatt“ vergleichen die Forscherinnen und Forscher der BLB gemeinsam mit einem Team der Universitäten Gießen und Münster sowie des Helmholtz-Instituts Münster und des Forschungszentrums Jülich neuartige Hochenergie- und Hochvolt-Lithium-Ionen-Batterien mit Post-Lithium-Ionen-Batteriesystemen. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Frage nach der zukünftigen Konkurrenzfähigkeit der so genannten Next Generation Technologien in Hinblick auf Energie, Kosten und Materialverfügbarkeit für automobile und stationäre Anwendungen.

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