IntelliSpin: Mit KI zu günstigeren Batterien

Um die Zellfertigung in Deutschland und Europa voranzubringen, sollen die Hochschule Landshut und die TU München im neuen Forschungsprojekt IntelliSpin eine neue Technologie entwickeln, die mittels Elektrospinning und Künstlicher Intelligenz die Herstellung von Batterien flexibler gestaltet und Kosten reduziert.

Die Bundesregierung fördert das Vorhaben mit insgesamt 888.000 Euro. Die Idee des Teams rund um Karl-Heinz Pettinger vom Technologiezentrum Energie in Ruhstorf a. d. Rott ist, mithilfe von Elektrospinning bisher nicht-laminierbare Elektroden laminierbar zu machen und damit die Flexibilität in der Fertigung zu erhöhen.

Beim Laminieren werden abwechselnd positive und negative Elektroden mit dazwischen liegenden Separatoren übereinander geschichtet und im Anschluss daran mit einer Folie versiegelt. Wasser-basierte Elektrodenrezepturen, die laut der Mitteilung günstiger und nachhaltiger sind, können mit der bisherigen Technologie nicht laminiert werden. Hier wollen die Forschenden eine hauchdünne Schicht eines Spezial-Polymers auftragen, um mit solchen Elektroden doch laminierte Batteriezellen herstellen zu können.

„Wenn wir es schaffen, diese Technologie zu automatisieren und in die Prozesse der Industrie 4.0 zu integrieren, dann stärkt das den Wettbewerb von Unternehmen gegenüber großindustriellen Anlagen enorm“, sagt Professor Pettinger laut der Mitteilung der HAW Landshut. „Damit unterstützen wir die Industrie, Investitionsentscheidungen zugunsten von Produktionsanlagen in Deutschland und Europa zu tätigen.“

Bei dem Prozess werden mithilfe des Elektrospinnings „chemische Materialien in feinste Fasern mit Durchmessern von wenigen Mikro- oder Nanometern versponnen“, wie Pettinger erklärt. Für die Polymer-Schicht wird eine chemische Lösung in ein elektrisches Feld gesprüht. Die Lösung wird von der Gegenelektrode angezogen und beschleunigt. Während dieses Prozesses verdunstet das Lösungsmittel und es bilden sich Nanofasern, die bis zu 1.000 Mal dünner als ein menschliches Haar sind und sich wie eine Art Vlies ablagern.

Dieses Verfahren wird nun im Rahmen von IntelliSpin unter Einsatz von Künstlicher Intelligenz mit einer bestehenden Fertigungslinie vernetzt und optimiert. Unser Ziel ist am Ende eine vollständig vernetzte Fertigungslinie. Sie befähigt die Batteriehersteller, Ausschussraten zu reduzieren, die Qualität und Lebensdauer der Zellen zu verbessern und die Produktion zu flexibilisieren“, so Pettinger.

Das Projekt IntelliSpin läuft voraussichtlich bis 31.Dezember 2023.
haw-landshut.de