21. - 23.06.2022 Internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung
02.12.2021 - 15:33

Laserbasiertes Trocknungsverfahren: klimafreundliche und wirtschaftliche Produktion von Lithium-Ionen-Batterien

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms Batterie 2020 unterstützte Forschungsprojekt IDEEL soll ein Lasertrocknungsverfahren zur klimafreundlicheren und wirtschaftlicheren Serienproduktion von Lithium-Ionen-Batterien auf den Weg bringen. Die Ergebnisse fließen in die Fraunhofer Forschungsfertigung Batteriezelle in Münster ein, die Anwendern aus Industrie und Forschung die Erprobung und Optimierung der Serienproduktion neuer Batterien ermöglichen wird.

Ein industrierelevantes Lasertrocknungsverfahren zu entwickeln, das eine klimafreundlichere und wirtschaftlichere Serienproduktion von Lithium-Ionen-Batterien unterstützt: Mit diesem Ziel wurde am 22. Oktober 2021 das öffentlich geförderte Forschungsprojekt IDEEL (Implementation of Laser Drying Processes for Economical & Ecological Lithium Ion Battery Production) ins Leben gerufen. Das Projekt ist auf eine Laufzeit von drei Jahren ausgelegt. Es wird in den Aufbau einer exemplarischen Lasertrocknungsanlage münden, die eine serienfertigungsnahe Trocknung der Elektrodenbeschichtung in Hochleistungsbatterien demonstriert. Die geplante Anlage wird weniger Produktionsfläche beanspruchen und zudem schneller und energieeffizienter agieren als herkömmliche Trocknungstechnologien. Projektpartner sind im Einzelnen:

  • Laserline GmbH
  • Coatema Coating Machinery GmbH
  • Optris GmbH
  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
  • Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT)
  • Münster Electrochemical Energy Technology (MEET) Batterieforschungszentrum der WWU Münster
  • Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen

Innerhalb des IDEEL-Vorhabens verfolgen die Projektpartner mehrere Teilziele. Entwickelt wird für den Lasereinsatz eine optimierte Elektrodenpaste als Beschichtungswerkstoff (PEM RWTH, MEET WWU). Ebenfalls entstehen soll ein hocheffizientes Lasersystem mit großflächigem, homogenem Spot (Laserline) sowie eine hochintegrative, auf kontaktloser Temperaturmessung basierende Prozessüberwachung (Optris, Laserline, Fraunhofer ILT). Darauf aufbauend soll der laserbasierte Trocknungsprozess innerhalb eines Demonstrators (Coatema) auf industrietypische Vorschubgeschwindigkeiten hochskaliert werden. Abschließend erfolgt eine Validierung des physikalischen Modells vom neuen Trocknungsprozess. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative Batterie 2020 unterstützt.

Die Ergebnisse des IDEEL-Projekts sollen künftig in die Prozesse der Fraunhofer Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) einfließen, die das Projekt konzipierend und beratend begleitet. Die FFB gilt als eines der Leuchtturmprojekte der deutschen Batterieforschung und soll nach dem Willen ihrer Betreiber und Förderer zum Entwicklungszentrum einer modernen Batteriezellproduktion für Deutschland und seine europäischen Partner ausgebaut werden. Am Standort Münster entsteht deshalb aktuell eine komplette Fertigungsinfrastruktur, mit deren Hilfe Unternehmen und Forschungseinrichtungen die Serienproduktion neuer Batterien erproben und optimieren können. Ziel ist, eine effiziente, günstige, qualitativ hochwertige Batteriefertigung zu ermöglichen, welche die Abhängigkeit der deutschen bzw. europäischen Produzenten vom Weltmarkt signifikant und dauerhaft verringert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Land Nordrhein-Westfalen fördern den Aufbau dieser Forschungsfertigung mit einer Summe von bis zu 680 Millionen Euro.

www.ilt.fraunhofer.de 
 

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