Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Industrielle Lasertechnik auf der Battery Japan 2016

23.02.2016

Die Möglichkeiten für neue Akkumulatoren sind vielfältig: ob im PkW, in großen Speicherkraftwerken oder im öffentlichen Personennahverkehr – überall werden sie gebraucht. Entsprechend groß ist der Bedarf an serientauglicher Fertigungstechnik in der Batteriebranche. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen entwickelt industrielle Prozesse, um die Verarbeitung von Akkuzellen noch effizienter zu machen.

1991 kam in Japan der erste Lithiumionen-Akku auf den Markt, heute gilt Japan als weltweit fortschrittlichster Markt für Elektromobilität. Effiziente Energiespeicher sind dabei ein Schlüsselthema, das auch im Fokus der Battery Japan vom 2. bis 4 März 2016 in Tokyo steht.


Bild 1: Mit dem Verfahren zum Laserstrahlschweißen mit örtlicher Leistungsmodulation hat das Fraunhofer ILT einen serientauglichen Prozess für den Aufbau von Batteriepacks entwickelt.

© Fraunhofer ILT, Aachen


Bild 2: Kontaktierung von Batteriezellen Typ 18650 mittels Laserbonden.

© Fraunhofer ILT, Aachen

Die Battery Japan ist Teil der World Smart Energy Week in Tokyo. Mit insgesamt 9 Teilmessen und 227 Konferenzsessions ist es die größte Veranstaltung ihrer Art in Japan. In diesem Jahr werden 80.000 Messe- und 21.000 Konferenzbesucher aus der ganzen Welt erwartet.

Zusammen mit der Fraunhofer-Allianz Batterie präsentiert das Fraunhofer ILT neue Technologien für die lasergestützte Batteriefertigung auf dem Stand W23-26-d.

Laserschweißen von Batteriepacks ist serienreif

Egal ob im Auto, im Flugzeug oder im Laptop: Die Akkus müssen unter verschiedenen Umwelteinflüssen dicht bleiben. Die Forderung gilt ohne Abstriche natürlich auch für große Batteriepacks aus der industriellen Serienfertigung. In den vergangenen Jahren haben Experten vom Fraunhofer ILT deshalb Schweißprozesse entwickelt, die auch bei dünnen Materialien eine hohe Dichtheit der Schweißnähte gewährleisten.

Zusammen mit anderen Fraunhofer-Instituten arbeiten sie am Aufbau eines Batteriepacks mit 4.800 Zellen vom Typ 18650. Ein Technologiedemonstrator, der auch auf der Battery Japan ausgestellt wird, zeigt dabei die Realisierung eines Zellblocks, bei dem Plus- und Minuspol von einer Seite der Zelle kontaktiert werden.

Durch die Überlagerung der generellen Vorschubbewegung mit einer hochfrequenten kreisförmigen Oszillationsbewegung kann der Energieeintrag so präzise gesteuert werden, dass in die 300 µm starke metallische Zellwand eingeschweißt wird und der darunterliegende Kunststoff nicht beschädigt wird. Dies eröffnet neue Möglichkeiten einer modularen Bauweise sowie einer vereinfachten Montage der Blöcke zu Modulen und Batteriepacks.

Die Technologie wurde im Rahmen der »Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität II« entwickelt, einem Verbundforschungsprojekt, in dem zuletzt 16 Fraunhofer-Institute Projektthemen in den Clustern »Antriebsstrang / Fahrwerk«, »Batterie / Range Extender« sowie »Bauweisen / Infrastruktur« bearbeitet haben.

Ribbon-Bonding mit dem Laser

In einem ähnlichen Verfahren können moderne Lasersysteme mit sehr guter Strahlqualität auch Drähte und Bändchen aus Kupfer oder Aluminium an Batteriekontakte bonden. Im Unterschied zum konventionellen Ultraschall-Bonden benötigt der Laser dabei weniger Reinigungsprozesse der Materialoberflächen und der Fügeprozess ist weniger abhängig vom Unterbau und dem Schwingungsverhalten des Werkstücks.

Das Verfahren lässt sich natürlich auch automatisieren. Mittelständler können damit eigene Lösungen für mobile oder stationäre Anwendungen entwickeln. Ein Beispiel dafür ist ein konventioneller Ultraschall-Bondautomat mit integriertem Laserbondkopf, den das Fraunhofer ILT zusammen mit der Firma F & K Delvotec Bondtechnik GmbH aus Ottobrunn entwickelt hat. Der Laserstrahlschweißprozess lässt dabei größere Bändchendicken zu als mit Ultraschallbonden verarbeitbar sind.

Das Laserbonden lässt sich ganz unterschiedlich einsetzen, im Vordergrund stehen elektrische Kontaktierungen für Leistungselektronik und Verbindungstechniken bei der Herstellung von Batteriesystemen für die Elektromobilität. Während das konventionelle Bonden in diesem Bereich zunehmend an physikalische Grenzen stößt, wird das Laserbonden für breitere und dickere Bändchen weiterentwickelt.

Termin

Battery Japan, 2. - 4 März 2016, Tokyo, Stand W23-26-d.

Ansprechpartner

Johanna Helm, M.Sc.
Gruppe Mirkofügen
Telefon +49 241 8906-8382
johanna.helm@ilt.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Paul Heinen
Gruppe Mikrofügen
Telefon +49 241 8906-145
paul.heinen@ilt.fraunhofer.de

Dr.-Ing. Alexander Olowinsky
Gruppenleiter Mikrofügen
Telefon +49 241 8906-491
alexander.olowinsky@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de/

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften