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Akku-Fertigung

Forschungslinie für große Lithium-Ionen-Akkus gestartet

© KIT

Am Karlsruher KIT ist eine Forschungslinie zur Fertigung von Lithium-Ionen-Akkus in Betrieb gegangen. Ziel ist es, große Akkus mit einer Kapazität von 20 Ah effizienter und vor allem günstiger in Deutschland herzustellen.

Die Forschungsanlage zur Fertigung von großen Lithium-Ionen-Akkus in Karlsruhe.
Die Forschungsanlage zur Fertigung von großen Lithium-Ionen-Akkus in Karlsruhe.
© KIT

Auf der Anlage auf dem Gelände des Campus Nord des KIT (Karlsruher Institut für Technologie), können Akkus in Kleinserien gefertigt werden. Momentan sind es einige Dutzend Zellen pro Woche. Dabei handelt es sich konkret um Nickel-Mangan-Cobalt-Zellen (NMC) im Pouch-Bag-Format mit einer Kapazität von 20 Ah. Ziel ist es, den bisher noch nicht ausgereiften Fertigungsprozess für solche großen Zellen weiterzuentwickeln und den Herstellungspreis zu senken.

So greifen derzeit noch nicht alle Produktionsschritte ineinander, wie es etwa bei der etablierten Blei-Akku-Fertigung der Fall ist. Außerdem wird noch zu viel Ausschuss produziert, was die Kosten bei der Serienfertigung in die Höhe treibt. Ziel ist es außerdem, die Fertigung weitgehend zu automatisieren, was ebenfalls noch nicht der Fall ist.

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Eine Mitarbeiterin des KIT mit einem dort gefertigten Akku.
Eine Mitarbeiterin des KIT mit einem dort gefertigten Akku.
© KIT

Entwickelt und getestet werden auch neue Techniken zum Trocknen, Beschichten, Kalandrieren und zum Zusammensetzen der Zellen. Mit dem Kooperationspartner M+W Group wurde zum Beispiel ein neues Trockenraumkonzept entwickelt, bei dem der Taupunkt im Raum bei -80 °C liegt und damit an der Nachweisgrenze der Luftfeuchtigkeits-Messgeräte liegt.

Die Produktionshalle ist 1.500 m² groß. Die dort entwickelten Techniken sollen vor allem bei der späteren Fertigung für Akkus von elektrischen Nutzfahrzeugen und stationäre Heimspeicher angewandt werden. Das Ziel ist es, bis 2018 Akku-Systeme zu produzieren, die auf eine Energiedichte von 250 Wh/l und einen Preis von 250 Euro/kWh.

In Deutschland wird derzeit an verschiedenen Projekten zur Fertigung von großen oder neuartigen Akkus geforscht, da es sich dabei um eine Schlüsselkomponente für die Elektromobilität und die Energiewende handelt. Am Ulmer ZSW soll 2014 z.B. eine Pilotanlage zur Fertigung von prismatischen 20-Ah-Akkus im Hardcase-Format starten. Bei all diesen Projekten geht es darum, Know-how für die Batteriefertigung in Deutschland aufzubauen, um den Abstand zu den asiatischen Herstellern zu verringern.


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