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Produktionstechnik

Instiut für Produktionstechnik (wbk) - Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung
Kalander
Kalander-Walze zur Beschichtung von Kathoden- und Anodenmaterial

Der Großteil der Kosten für Lithiumionenzellen und -batterien entfallen auf deren Fertigung. Die Leistungsmerkmale einer Batterie werden in der Elektroden- und Zellfertigung am stärksten beeinflusst. Durch die Produktionsforschung mit innovativen Maschinen und Anlagen sowie mit neuartigen Prozessen können effizientere und leistungsstärkere Zellen gefertigt werden. Zielsetzung ist die Entwicklung und prototypische Darstellung von wirtschaftlichen Produktionsverfahren innerhalb der Forschungsfabrik. Die Erforschung neuartiger Stapelbildungsverfahren für Zellen ist neben der Optimierung des Prozessschritts des Kalandrierens aktueller Bestandteil anstehender Aufgaben. Aufgrund der zukünftig größeren Produktionsvielfalt von Batterien und deren Anwendungen, ist eine frühzeitige Anpassung der Zellformatherstellung sinnvoll.

 

Im Smart Battery Maker, werden unterschiedlich große Zellformate und Materialsysteme über die gesamte Prozesskette der Elektroden- und Zellfertigung untersucht. In einer Roboterzelle mit Micro-Environment sollen ohne Werkzeugwechsel Zellstapel gebildet, kontaktiert und verpackt werden können. Mithilfe einer hydraulischen Presse wird das Verhalten der von Pouchzell-Folie beim Tiefziehen analysiert. Darüber hinaus werden neue Verpackungskonzepte von Zellgehäusen getestet. Zur weiteren Kostenminimierung wird die Prozesskette der Zellfertigung im Rahmen des Projekts HoLiPress optimiert. Die Integrierung aller Prozessschritte, welche eine Hubbewegung beinhalten, in eine Pressenstraße wird konzeptioniert. Eine Remontageanlage, welche im Projekt InnoDeLiBatt entstand, ermöglicht den Austausch einzelner – defekter – prismatischer Zellen eines Batteriemoduls.

 

Im Rahmen des Exzellenzclusters PoLiS werden aufgrund der weltweit knappen Lithium Ressourcen neue Batteriematerialien für die „Post-Lithium-Zeit“ erforscht. Das wbk untersucht die Skalierbarkeit und Produzierbarkeit dieser neuartigen Zellen.

Parallel zur Entwicklung innovativer und ganzheitlicher Lösungen für Maschinen, Anlagen und Prozesstechnik wird ein Qualitätssicherungssystem etabliert. Dieses soll sowohl zu einer Erhöhung des ganzheitlichen Prozessverständnisses und der Prozessoptimierung beitragen als auch eine Steigerung der Produktionseffizienz durch Reduktion von Ausschuss erreichen.

Ansprechpartner: M.Sc. Janna Hofmann