ZellkoBatt: ZSW will großformatige Zellen optimieren & Kosten senken

In dem in diesem Monat startenden Projekt ZellkoBatt will das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) großformatige Lithium-Ionen-Zellen für automobile Anwendungen optimieren und gleichzeitig die Kosten von Komponenten und Fertigungsprozessen senken.

Die Ergebnisse sollen auf die seit 2014 betriebene, seriennahe Forschungsproduktionslinie des ZSW übertragen und auf einen massentauglichen Maßstab gebracht werden. Das Bundesforschungsministerium fördert das Vorhaben für drei Jahre mit insgesamt 12,7 Millionen Euro.

„Die Elektromobilität wird die Zulieferindustrie für die Automobilwirtschaft sehr stark verändern“, sagt Margret Wohlfahrt-Mehrens, Leiterin der Batterieforschung am ZSW. „Wir müssen alles daransetzen, die Entwicklung und Produktion von Batteriesystemen zügig voranzutreiben, um die Zukunftsfähigkeit des Automobillandes Deutschland zu sichern. Mit dem Projekt ZellkoBatt erweitern wir unsere bestehende Technologieinfrastruktur um den Transfer innovativer Batteriezellen in die industrielle Massenproduktion zu beschleunigen“.

Im Projekt „Entwicklung, Aufbau und Validierung von fortschrittlichen Material-, Zell- und Produktionssystemen für eine kosteneffiziente, nachhaltige und großskalige Batteriezellproduktion (ZellkoBatt)“ streben die ZSW-Forscher eine deutliche Verbesserung von Lithium-Ionen-Zellen gegenüber dem jetzigen Stand der Technik an, heißt es in einer Mitteilung. „Hierfür soll das langjährige verfahrens- und produktionstechnische Know-how um großformatiger Pouch- und PHEV-2-Zellen bis 80 Amperestunden sowie um Rundzellen vom Typ 21700 erweitert werden“, erklärt Dr. Wolfgang Braunwarth, Leiter des Fachgebiets Produktionsforschung am ZSW.

Darüber hinaus will das ZSW die Möglichkeiten der Digitalisierung der Zellproduktion ausbauen: Über eine cloudbasierte Datenschnittstelle könnten Daten für weitere Forschungszwecke genutzt und an externe Partner übertragen werden. Beispiele wären die Modellierung und Simulation der Produktion oder eine intelligente Prozesssteuerung durch maschinelles Lernen. Künftig soll dadurch schneller auf die Anforderungen der Industrie oder auch auf neue Erkenntnisse der Forschung reagiert werden können.

Das Herzstück von E-Fahrzeugen bildet der Akku. Während asiatische Wettbewerber den Markt dominieren, weil sie seit Jahren massiv in die Erweiterung ihrer Massenfertigung von Batteriezellen investieren, kommt die Fertigung in Deutschland bislang kaum über den Status von Pilotlinien bzw. Kleinserienfertigungen hinaus. Erst in den vergangenen Monaten gaben erste OEMs den Aufbau von deutlich größeren Zellfertigungskapazitäten bekannt – so etwa Volkswagen in Salzgitter und Opel in Kaiserslautern.

Ein Problem dabei sind laut dem ZSW die hohen Investitionen für den Aufbau einer Massenproduktion, insbesondere dann, wenn die Serientauglichkeit der Produkte noch nicht nachgewiesen sei. „ZellkoBatt soll dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, damit deutlich mehr Bewegung in den Aufbau von Produktionskapazitäten in Deutschland kommt, um die wachsende Nachfrage nach Batterien bedienen zu können“, so das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg in einer Mitteilung.

ZellkoBatt bildet einen Baustein im Dachkonzept „Forschungsfabrik Batterie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und in der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung zum Aufbau einer wettbewerbsfähigen Batteriezellproduktion in Deutschland.
zsw-bw.de