Einzelblattstapelbildung

 

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs wird gegenwärtig durch immer strengere Emissionsgrenzwerte und andere, bspw. politisch motivierte, Zielsetzungen vorangetrieben. Von den gegenwärtig drei dominierenden Batterietypen (Pouch-Zelle, Prismatische-Zelle, Rund-Zelle) am Markt zeichnet sich die Pouch-Zelle – aufgrund ihres  geringen Gewichts, der vergleichsweise hohen Packungsdichte und der guten Kühleigenschaften – als technisch zu favorisierender Batterietyp für den Bereich der Elektromobilität ab.

Einem Durchbruch wirken die derzeit vergleichsweise hohen Fertigungskosten entgegen, welche zu bedeutenden Teilen auf die zeitintensiven Prozessschritte der Vereinzelung und Assemblierung zurückzuführen sind. Die generellen Herausforderungen bei der Herstellung liegen im schnellen und beschädigungsfreien Vereinzeln und Positionieren der Einzelblätter (Anode, Kathode, Separator) zueinander. Insbesondere der Separator stellt dabei hohe Anforderungen an den Fertigungsprozess, da dieser als inaktiver Bestandteil der Batteriezelle kontinuierlich in seiner Dicke reduziert und folglich schwieriger zu handhaben und zu vereinzeln sein wird.

Um ein umfassendes Prozessverständnis für den Schritt der Einzelblattstapelbildung aufzubauen, wir am wbk Institut für Produktionstechnik an der Untersuchung von Wirkzusammenhängen bei der Verarbeitung von Elektroden und Separatoren geforscht. Dafür werden Prozessfenster experimentell ermittelt und die gewonnenen Ergebnisse schrittweise in Modelle überführt. Durch das gewonnene Prozessverständnis ist die konsequente Weiterentwicklung kritischer Komponenten sowie die Ableitung neuer Moduldesigns zur Vereinzelung und Assemblierung möglich.

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HighEnergy

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Hannes W. Weinmann

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