Eine große Hürde für die Marktakzeptanz elektrisch betriebener Fahrzeuge ist deren geringe Reichweite im Vergleich zu konventionell angetriebenen Fahrzeugen. Die Reichweite ist u.a. das Resultat der Energiedichte in den verwendeten Zellen und kann somit anhand einer erheblichen Steigerung der Energiedichte vergrößert werden. Mehr Energie auf weniger Volumen bringt jedoch immer auch sicherheitstechnische Herausforderungen mit sich. Die parallele Steigerung von Energiedichte und Zellsicherheit stellt somit das wesentliche Ziel aktueller F&E Vorhaben dar.
Eine Bewertung der Sicherheit von einzelnen Zellen, einem Verbund von Zellen oder des kompletten Speichersystems anhand von Experimenten ist zeit- und kostenintensiv. Dieses potenziert sich auf Grund der nicht vorhandenen Standardisierung konventioneller Batteriezellen mit der steigenden Komplexität der Baugruppen. Die hohen Kosten der Sicherheitsbewertung werden unter anderem durch eine Vielzahl verschiedener Tests und die späte Verfügbarkeit funktionsfähiger Testzellen während des Entwicklungsprozesses hervorgerufen, da oftmals anwendungsfallspezifische Zellen (bspw. an Bauraum angepasst) verwendet werden.
Das Ziel des Projekts „Sicherheitstechnische Auslegung von Pouchzellen mit zukünftigen High-Performance-Materialien – Standardisierung von Format und Prüfverfahren (BaSS - BatterieSicherheitsStandardisierung)“ ist es, eine Standardisierung der Pouchzellformate durch Harmonisierung der Anforderungen aus dem deutschen und chinesischen Markt zu erarbeiten und in Korrelation mit den zugehörigen Sicherheitstests zu bringen. Die Zusammenführung und Detaillierung von Standards im Hinblick auf die Zellgeometrie und die dazugehörigen Sicherheitstests erlaubt zukünftige Materialentwicklungen (Aktiv- und Inaktivmaterial) sowie Änderungen von Produktionsprozessen und -parametern in wesentlich höherem Maße zu vergleichen. Dies kann letztlich zur Reduktion von Entwicklungsaufwänden und somit zur Steigerung der Effizienz in der Produktentwicklung neuer Materialsysteme national und international genutzt werden.
Das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik begleitet die Entwicklung und Erprobung neuer Zellkomponenten und die Standardisierung von Zellformaten für Pouch-Zellen für Anforderungen des deutschen und chinesischen Marktes. Hierbei bringt das IWF seine Kompetenzen und Erfahrungen der Produktionstechnik, insbesondere von Batteriezellen mit ein.
Im Rahmen des Projektes soll dann eine geeignete Produktionstechnik für die Fertigung der Zellen von der konfektionierten Elektrode über die Fertigung des Elektrode-Separator-Verbundes bis hin zur Einhausung und Elektrolytbefüllung der Zelle etabliert und durch den Aufbau prototypischer Zellen validiert werden. Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in enger Kooperation mit dem Clean Energy Automotive Engineering Center der Universität Tongji und den Partnern aus der Industrie.
Das Forschungsvorhaben „BaSS - Sicherheitstechnische Auslegung von Pouch-Zellen mit zukünftigen High-Performance-Materialien – Standardisierung von Format und Prüfverfahren“ wird im Rahmen des Förderschwerpunktes „Technologieforschung für die Elektromobilität im Verbund mit China (EV-China)“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Dieses sieht einen länderübergreifenden Wissenstransfer zwischen den Forschungsinstituten der Battery Labfactory Braunschweig (BLB) und dem Clean Energy Automotive Engineering Center (CEAEC) der Tongji Universität in Shanghai vor.