Zentrum für Digitalisierte Batteriezellen­produktion

Entwicklung von hochflexiblen Serien-Produktionsverfahren für unterschiedliche Batterietechnologien.
© Fraunhofer IPA; Foto: Rainer Bez, Clemens Hess

Das Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) ist ein industrienaher Forschungs- und Entwicklungsstützpunkt für Strategien zur nachhaltigen Herstellung und lebenszyklusoptimierten Nutzung moderner Energiespeichersysteme unter Verwendung der Werkzeuge der Digitalisierung, Modellierung und Simulation.

Hierzu verfügt das ZDB über eine Laborinfrastruktur mit vernetzten Einzelprozessen im Bereich Beschichtung, Kontaktierung, Elektrolytbefüllung und Formierung, um zukünftig Kleinserien von Batteriezellen zu fertigen. Außerdem engagiert sich das ZDB bei der Entwicklung von End-of-Life-Strategien und Demontagelösungen mit dem Ziel, nachhaltige Kreislaufwirtschaftssysteme für Energiespeichersysteme zu etablieren.

Die Forschungsarbeit am Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion gilt der vollständigen Digitalisierung der prozesstechnischen und betriebswirtschaftlichen Abläufe in der Batteriezellenproduktion. Insbesondere der Digitale Zwilling wird als Methodenbaukasten beim Aufbau evolutionärer Modelle und adaptiver Steuerungskonzepte weiterentwickelt und im Kontext der Elektrodenfertigung, Elektrolytbefüllung und Formierung erprobt. Neben der Digitalisierung in der Produktion widmet sich das ZDB außerdem der Bewertung differenzierter Kreislaufstrategien und dem Aufbau automatisierter De- und Remontagelösungen. Darüber hinaus werden modellbasierte Entscheidungswerkzeuge fokussiert, um die Einsatzgebiete für die Nachnutzung von Rückläuferbatteriesystemen bewerten zu können.

Übersicht zum Prozessablauf bei digitalisierter Batterieproduktion.
© Fraunhofer IPA; Foto: Sabri Baazouzi

Forschungsschwerpunkte am ZDB

  • Simulationsgestützte Planung von ressourceneffizienten Fabriken für die Batteriezellenproduktion und Batteriedemontage unter Berücksichtigung diverser Planungsskalen und ihrer Wechselwirkungen
  • Ressourceneffizienz bei den Prozessen für die Zellenherstellung sowie in Produktions- und Gebäudeinfrastruktur
  • Modularisierung und Standardisierung in der Batteriezellenproduktion
  • Digitalisiertes Qualitätsmanagement: Qualitätsmodellierung, Prozessüberwachung und Rückverfolgbarkeit
  • Prozessentwicklung: Einzelne Prozesse bei der Zellenherstellung wie beispielsweise Elektrolytbefüllung und Formierung
  • Materialforschung für Anoden- und Kathodenmaterialien, Separatoren und Elektrolyte
  • Test & Analyse von Batteriezellen und -systemen
  • Künstliche Intelligenz bei der Herstellung von Batteriezellen

Zusammenarbeit am ZDB

Unsere Entwicklungen orientieren sich an den Bedürfnissen und Problemstellungen unserer Kunden aus Industrie und Forschung. Unser Ziel ist es, Sie in den risikoreichen Phasen einer Produkt- oder Serviceentwicklung zu begleiten. Mit Hilfe individueller Projektformate unterstützen wir Sie bei der Entfaltung neuer Technologien bis zu einem definierten Reifegrad.

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