„Zelldesigns der Fraunhofer FFB – Flexibel und wandlungsfähig“ – Saskia Wessel vom Fraunhofer FFB

Saskia Wessel von der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) brachte den Vortrag „Zelldesigns der Fraunhofer FFB – Flexibel und wandlungsfähig“ mit zu unserer Online-Konferenz „electrive.net LIVE“.

Die Bereichsleiterin Produkt- und Produktionstechnologie stellte die flexiblen Zelldesigns der FFB vor. So viel vorweg: Bei der Produktionskapazität von bis zu sieben Gigawattstunden pro Jahr handelt es sich bei der FFB um einen theoretischen Wert – der Fokus liegt auf der Forschung mit entsprechend häufigen Stillständen für Optimierungen, nicht mit dem Fokus auf maximale Auslastung wie bei einem kommerziellen Betreiber. Und natürlich mit einem Ein-Schicht-Betrieb anstatt der Produktion rund um die Uhr – die Anlagen der für 2026 geplanten „FFB Fab“ entsprechen aber jenen 7 GWh. Die derzeitige „FFB PreFab“ entspricht noch einer Produktionskapazität von 200 MWh/Jahr.

„Pouchzellen und Rundzellen sind für einige Anwendungen gefragt, in unserer Marktanalyse gehen wir aber davon aus, dass prismatische Zellen 2030 den größten Anteil ausmachen werden“, sagte Wessel. „Daher werden wir schon in der PreFab prismatische Zellen priorisieren. Bei allen drei Formaten ist aber klar, dass die Zellen größer werden als das, was wir vor einigen Jahren gesehen haben.“ Dabei geht es vor allem um die Sicht der Autobranche. Andere Anwender, etwa Power Tools, haben ganz andere Anforderungen an künftige Batteriezellen.

Aber auch in der Autobranche sind die Anforderungen vom reinen Fokus auf Energiedichte und Reichweite diverser geworden – je nach Modell geht es um die höchste Performance in einer spezifischen Anwendung (zum Beispiel Schnellladen), möglichst niedrige Kosten für Einstiegsmodelle oder auch höchste Performance in mehreren Anwendungen – also ein Kompromiss aus hoher Energiedichte für eine hohe Reichweite, kurze Ladezeiten und niedrige Kosten.

„Wir werden Anfang 2024 in der PreFab erste Pouch- und prismatische Zellen als A-Muster zu produzieren“, berichtete Wessel über die Roadmap. „Bis Ende 2024 soll die Linie dann auch Natrium-Ionen-Batterien fertigen können. Mit der ‚FFB Fab‘ ab 2026 werden wir auch im C- oder D-Muster-Maßstab Rundzellen fertigen können.“ Die Validierung bei Partnern wird aber schon in diesem Jahr anlaufen. Dabei wird es sich um verschiedene Zellchemien und Formate handeln, bei der Pouchzelle sind zum Beispiel fünf Formate geplant, bei der prismatischen Zelle derzeit zwei.

Aber selbst bei dem Aufbau einer Forschungsfertigung bekommt Wessel die Auswirkungen des Inflation Reduction Act zu spüren. „Aktuell sind die Zulieferer einiger Komponenten ein Flaschenhals. Es sind kaum Kapazitäten vorhanden und teils werden angekündigte Projekte verlagert“, berichtete die FFB-Managerin. „Wir suchen vor allem im Bereich der Peripherie wie Gehäuse, Deckel oder Ableitern nach Partnern, die und dabei unterstützen, für unsere spezifische Anwendung flexibel die Komponenten zu fertigen.“