„BATTwin“: Forschungsprojekt zu nachhaltiger Batterieproduktion

Eine leistungsfähige sowie nachhaltige europäische Produktion von Lithium-Ionen-Batterien aufzubauen und so Europa unabhängig von anderen Industrienationen zu machen – das ist das Ziel des kürzlich gestarteten EU-Projekts BATTwin, an dem die Universität Oldenburg beteiligt ist. Ein Ansatz ist, den Auschuss zu senken.

Das von der Polytechnischen Universität Mailand (Italien) geleitete Team will bis zum Projektende im Mai 2027 digitale Zwillinge von Batteriefabriken entwickeln. Ziel ist es, Ausschuss, Energiebedarf und Emissionen der Zellproduktion zu reduzieren, um die Herstellung von Batterien effizienter und umweltfreundlicher zu machen. Erklärtes Ziel ist eine europäische „Null-Fehler-Gigafabrik“.

Ein zentrales Thema – nämlich wie sich die Produktion fehlerhafter Batteriezellen vermeiden lässt – wird dabei in Oldenburg untersucht, konkret von dem Team um den Informatiker Andreas Rauh aus der Abteilung „Verteilte Regelung in Vernetzten Systemen“. Um die Ausschuss-Rate von aktuell rund zehn Prozent zu senken, entwickeln die Forschenden an physikalischen Prozessen orientierte Modelle der einzelnen Stufen der Zellproduktion und koppeln diese mit datengetriebenen Verfahren.

Laut der Mitteilung der Universität ist das Ziel, damit sowohl zu ermitteln, wie gut Batterie-Produktionslinien arbeiten, als auch mögliche Fehler vorherzusagen. Zu diesem Zweck sammeln und verwalten die Modelle Daten zur Prozessführung und charakterisieren Unsicherheiten im Fertigungsprozess, die die Qualität beeinflussen. „Das ermöglicht es, das Fertigungsverfahren schrittweise zu verbessern und wichtige Stellgrößen nicht nur während der Entwurfsphase, sondern auch im laufenden Betrieb zu optimieren“, so die Universität.

Rauh und sein Team bauen parallel zu diesem Projekt eine Laborinfrastruktur auf, um Lade- und Entladevorgänge einzelner Batteriezellen an einem eigenen Prüfstand experimentell testen zu können. Diese Vorrichtung soll es dem Team erlauben, die eigenen Modelle zu überprüfen. „Diese sollen aus im Betrieb unmittelbar verfügbaren Messungen beispielsweise Rückschlüsse auf die Batterieleerlaufspannung ermöglichen, und daraus ableiten wie gut der Zustand einzelner Batteriezellen ist und wie schnell ihre Alterung voranschreitet“, wird in der Mitteilung erklärt.

BATTwin („Flexible and scalable digital-twin platform for enhanced production efficiency and yield in battery cell production lines“) wird im EU-Programm Horizon Europe mit rund 6,4 Millionen Euro gefördert. Davon fließen rund 630.000 Euro an die Universität Oldenburg. An dem Vorhaben sind sechs Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie zehn Partner aus der Industrie in ganz Europa beteiligt, etwa der Anlagenbauer Comau und der Batteriehersteller Verkor.

uol.de, cordis.europa.eu