Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Batterien für Elektroautos: Industrielle Produktion in Deutschland rückt näher

18.02.2015

ZSW stellt automobiltaugliche Lithium-Ionen-Zellen seriennah mit neuer Forschungsplattform her

Im industriellen Maßstab automobiltaugliche Lithium-Ionen-Batterien herzustellen – das könnte bald auch in Deutschland möglich sein. Ein großer Schritt in diese Richtung ist jetzt dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) gelungen. Auf einer im Dezember fertig gestellten Forschungsproduktionslinie in Ulm hat das Institut als Erster hierzulande seriennah Lithium-Ionen-Zellen für Plug-in-Hybridautos produziert.


ZSW-Mitarbeiter mit produzierter PHEV1-Zelle.

Foto: ZSW/ Photodesign Buhl


Präzisionskalander für die Verdichtung der Elektroden.

Fotos: ZSW/ M. Duckek

Die Kapazität der Zellen liegt bei 23 Amperestunden (Ah) und damit auf gleichem Niveau wie kommerzielle Zellen aus Asien. Künftig soll sich dieser Wert noch um Einiges erhöhen. Die Forschungsplattform am ZSW wurde von Bund und Land gefördert und steht Industrieunternehmen und Forschungspartnern zur Entwicklung fortschrittlicher Zell-Technologien offen.

„Das ist ein großer Erfolg, sowohl für die Forschung und Wirtschaft als auch für die Politik, die Deutschland zum Leitanbieter für die Elektromobilität entwickeln will“, sagt Prof. Werner Tillmetz, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Elektrochemische Energietechnologien. „In unserem Land wettbewerbsfähige Batterien für Elektroautos zu produzieren, wird möglich.“

Die Zellen haben eine Lade-Endspannung von 4,1 Volt, ein Gewicht von 650 Gramm und entsprechen dem PHEV-1-Standard für Plug-in-Hybride. Eine Optimierung soll demnächst vorgenommen werden. „Das Ende der Fahnenstange ist noch nicht erreicht“, so Tillmetz weiter. „Durch verbesserte Prozesse können wir die Kapazität, Qualität und Ausbeute in den nächsten Monaten deutlich erhöhen.“

Das Batteriegeschäft ist lukrativ: Laut aktuellem Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität entfallen bis zu 40 Prozent des Wertschöpfungsanteils in Elektrofahrzeugen auf die Batterie. Das Automobilland Deutschland will künftig in diesem Markt mitmischen und die wettbewerbsfähigsten Zellen für Elektroautos entwickeln und fertigen.

Zu diesem Zweck haben sich das ZSW und führende Industrieunternehmen zusammengeschlossen und Ende 2014 eine Forschungsplattform zur Herstellung großer automobiltauglicher Lithium-Ionen-Zellen planmäßig in Betrieb genommen. Die Plattform umfasst den kompletten Herstellprozess, von der Pastenherstellung bis zur Formierung der Zellen. Auf dieser Basis können Produkte von morgen entwickelt werden, ohne die laufende Produktion bei Zellherstellern zu beeinträchtigen. Eine Zell- und Batterieproduktion hierzulande aufzubauen, rückt mit diesem Vorhaben ein gutes Stück näher.

Inzwischen haben das ZSW und seine Partner das erste Projekt zur Optimierung des Herstellprozesses für PHEV-1-Zellen auf der Anlage gestartet. Beteiligt sind BASF, BMW, Daimler, Elring Klinger, Manz, Robert Bosch, Rockwood Lithium, SGL Carbon und Siemens.
Produktionsforschung für die kommerzielle Fertigung

Die Forschungsanlagen am ZSW stehen allen Industrieunternehmen offen, etwa Herstellern von Batteriematerialien, Maschinenbauern und Forschungseinrichtungen. Die Anlagen erlauben eine Fertigung von einigen hundert Zellen pro Tag mit reproduzierbarer, hoher Qualität. Der modulare Aufbau der Produktionsanlagen bietet entlang der gesamten Wertschöpfungskette die Möglichkeit, neue Verfahren und Anlagenkomponenten in einer prozesssicheren Testumgebung zu erproben. Hersteller von Batteriematerialien etwa können neue Rezepturen in Standardzellen demonstrieren, Maschinenbauer ihre Fertigungstechnologien im Anlagenverbund optimieren.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte die Anlagenausrüstung mit 25,7 Millionen Euro. Das Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg (MFW) bezuschusste die dafür nötige Gebäudeerweiterung mit sechs Millionen Euro.

Forschungsplattform für die seriennahe Produktion von Lithium-Ionen-Zellen im Labor für Batterietechnologie (eLaB), Ulm

- Automatisches Abwiegen und Zuführen der Pulvermaterialien
- Thermostatisierbare Mischanlagen zur Elektrodenpastenherstellung (60-l-Ansätze)
- Doppelstöckige Elektrodenbeschichtungsanlage zur beidseitigen Elektrodenbeschichtung mit 500 mm Beschichtungsbreite, 30 m/min. Bandgeschwindigkeit und verschiedenen Auftragssystemen
- Präzisionskalander mit 600 mm Walzenbreite für die Verdichtung der Elektroden
- Vollautomatische Anlage für Wickeln, Montage und Befüllung von prismatischen (PHEV-1) Zellen mit einer Taktzeit von 1 Zelle/min.
- 200 m² Trockenraum (Taupunkt -60 °C) für die Erprobung neuer Zellassemblierungstechnologien
- Sauerstoffreduzierter Raum (70 m2) zur vollautomatischen Formation mit 240 temperierbaren Zyklisierplätzen und 2.016 Lagerplätzen

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) gehört zu den führenden Instituten für angewandte Forschung auf den Gebieten Photovoltaik, regenerative Kraftstoffe, Batterietechnik und Brennstoffzellen sowie Energiesystemanalyse. An den drei ZSW-Standorten Stuttgart, Ulm und Widderstall sind derzeit rund 230 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker beschäftigt. Hinzu kommen 120 wissenschaftliche und studentische Hilfskräfte.

Ansprechpartner Pressearbeit

Tiziana Bosa, Zentrum für Sonnenenergie- und
Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Helmholtzstr. 8,
89081 Ulm, +49/731/9530-601, Fax: +49/731/9530-666,
tiziana.bosa@zsw-bw.de, www.zsw-bw.de


Axel Vartmann, PR-Agentur Solar Consulting GmbH,
Emmy-Noether-Str. 2, 79110 Freiburg,
Tel.: +49 (0)761 380968-23, Fax: +49 (0)761 380968-11,
vartmann@solar-consulting.de, www.solar-consulting.de

Axel Vartmann | Solar Consulting GmbH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht
16.01.2017 | Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

nachricht Greifswalder Plasmaforscher erforschen Nanomaterialien für effiziente Energiespeicherung
13.01.2017 | Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie