Die Produktion von Batteriezellen ist eine Abfolge von komplexen Einzelprozessen, an denen verschiedene Industriebranchen beteiligt sind, so etwa die chemische Industrie sowie der Anlagen- und Maschinenbau. Die Vielzahl von wissenschaftlichen Fragestellungen, die sich aus der Komplexität der Batteriezellproduktion ergeben, kann erst durch eine intensive Zusammenarbeit der relevanten deutschen Forschungseinrichtungen erfolgreich bearbeitet werden. Hier setzt das nationale Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion (ProZell) an: Ziel von ProZell ist es, den Produktionsprozess von Batteriezellen und dessen Einfluss auf die Zelleigenschaften sowie die Produktentstehungskosten und die ökologischen Auswirkungen zu erarbeiten, im Detail zu verstehen und wissenschaftlich beschreiben zu können sowie für neue Batteriegenerationen weiterzuentwickeln. Damit soll die wissenschaftliche Basis für den Aufbau und die nachhaltige Weiterentwicklung einer international führenden, wettbewerbsfähigen Batteriezellproduktion in Deutschland gelegt werden.
Projektlaufzeit: 10/2019 - 12/2022
Projektwebsite: https://www.prozell-cluster.de/projekte/ekozell/
Förderkennzeichen: 03XP0247A, Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
Die übergeordnete Koordinierung des Kompetenzclusters, die Organisation von Forschungskolloquien und Workshops und eine regelmäßige Fortschrittskontrolle soll die Vernetzung der Einzel- und Verbundprojekte gezielt stärken. Durch stetige Kommunikation zwischen den Forschungsprojekten und mit dem Managementkreis des Clusters, in dem auch die Industrie vertreten ist, soll ein enges Netzwerk innerhalb des Kompetenzclusters geschaffen und erhalten werden und der Schulterschluss zwischen Wissenschaft und Industrie gelingen.
Durch den Ausbau des bestehenden Datenbanksystems, welches auf die Bedürfnisse und Anforderungen des Clusters zugeschnitten ist, soll eine strukturierte Wissenszusammenführung und die Nutzbarmachung der Forschungsergebnisse des Kompetenzclusters erreicht werden. In diesem System sollen die im Cluster erhobenen Daten bzw. die daraus abgeleiteten übergeordneten empirischen und/oder analytischen Modelle zu Prozess-Qualität-Eigenschaft-Funktionen und Prozess-Kosten-Funktionen für die Forschungseinrichtungen im Cluster zugänglich gemacht werden. Das Datenbanksystem ist wesentlicher Teil der Gesamtverwertung der Forschungsergebnisse des Kompetenzclusters Batteriezellproduktion und bildet insgesamt die Basis für zukünftige Initiativen gemeinsam mit der Industrie entlang der Wertschöpfungskette „Batterie“ in Deutschland.
Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Kosten- und Umweltbewertung. Hierzu soll ein modulares Werkzeug entwickelt und implementiert werden, sodass die technisch-wirtschaftliche Bewertung der Batteriezellproduktion vertieft und um eine Bewertung der mit der Batteriezellproduktion verbundenen Auswirkungen auf die Umwelt ergänzt werden kann. Mit diesem Unterstützungstool wird das zielgerichtete Engineering der Batterieproduktion unterstützt.
Ferner werden im ersten Projektjahr Untersuchungen zur Performance und Prozessierbarkeit verschiedener NCM-811-Kathodenmaterialien durchgeführt. Die Ergebnisse werden dem ProZell Cluster zur Verfügung gestellt, damit in den jeweiligen Projekten ggf. ein Übertrag der Projektergebnisse auf das Kathodenmaterial NCM 811 vereinfacht wird.