Aktuell / 28.08.2013

Forschungsfabrik für Lithium-Ionen-Batterien

In der Forschungsfabrik entwickelt das KIT neuartige Produktionsverfahren für kostengünstigere und leistungsfähigere Li-Ionen-Batterien. ©Martin Lober, KIT
Dank des Trockenraums mit einem Taupunkt von fast -80 °C lassen sich hochwertige Li-Ionen-Batterien zusammenbauen. © Martin Lober, KIT

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde in einer Forschungsfabrik die Kleinserien-Produktion von Lithium-Ionen-Zellen gestartet. Hier werden neue Produktionstechnologien für stationäre und mobile Batterie-Speicher entwickelt, mit denen es gelingt, die geforderten hohen Qualitäts- und Wirtschaftlichkeitsanforderungen zu erfüllen.

Sowohl für stationäre Speicher als auch für schnellladefähige Fahrzeugbatterien werden kostengünstige und leistungsfähige Lithium-Ionen-Zellen gebraucht. In der Forschungsfabrik werden daher einzelne Fertigungsschritte für deren Herstellung vollständig neu entwickelt. „Wir verlassen jetzt den Pfad bisher bekannter Fertigungstechnologien und entwickeln völlig neue Produktions- und Integrationsverfahren für Lithium-Ionen-Zellen“, erklärt Prof. Dr. Jürgen Fleischer, der mit seinem Team am KIT die Forschungsfabrik und die Produktionsforschung im Rahmen des Projekts Competence E aufbaut. Die Fabrikhalle ist knapp 1.500 Quadratmeter groß. Die erste Anlagentechnik wurde 2012 beschafft, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi).

Kooperation mit der Industrie

Gemeinsam mit deutschen Maschinen- und Anlagenbauern entwickeln die Karlsruher Forscher neue Trocknungs-, Beschichtungs- und Kalandriertechniken für Elektrodenmaterialien sowie Assemblierungsverfahren für Zellen. Mit der M+W Group in Stuttgart wurde ein neuartiges Trockenraumkonzept umgesetzt. Damit können Lithium-Ionen-Zellen unter extrem trockenen Umgebungsbedingungen gebaut werden. Die erreichten Werte der Luftfeuchtigkeit sind so gering, dass sie an der Messgrenze der Messgeräte liegen (der Taupunkt liegt bei fast – 80 °C). Die erreichte neue Bestmarke in der Fertigung von Lithium-Batterien hat direkten Effekt auf die Qualität der Zellen.

„Ab sofort sind alle interessierten Unternehmen mit Wertschöpfung in Deutschland eingeladen, die einzigartigen Möglichkeiten dieser Forschungsfabrik zu nutzen“, erklärt Dr. Andreas Gutsch, Koordinator des Projekts Competence E. Die Kooperationsmöglichkeiten gehen vom einfachen Zugang zur Produktionsinfrastruktur über gemeinsame Entwicklungen bis zu Auftragsforschung und –entwicklung. Die vom KIT entwickelten Technologien werden anhand von Testläufen und Kampagnen in größeren Stückzahlen bis zur Produktionsreife getestet.

Die Batterien sollen in elektrische Nutzfahrzeuge sowie stationäre Speicher für den Privathaushalt und die Industrie eingebaut werden. Die Forscher stellten 2013 bereits das Produktmuster eines stationären Batteriespeichers auf der Hannover-Messe und der Intersolar vor. Auf der IAA in Frankfurt präsentiert das KIT den Prototyp eines batterieelektrischen Stadtbusses.

Verknüpfte Projekte

  • Die am Forschungsprojekt beteiligten Forscher entwickeln neue Wärmetransport- bzw. Wärmespeichertechnologien, mit denen bisher ungenutzte energetische Ressourcen erschlossen werden können. ... mehr

Weitere Informationen

E-Mail: schinarakisatkit.edu