OptiZellForm 2017-10-12T13:49:37+00:00

Beschleunigung und energetische Optimierung der Zellformierung (OptiZellForm)

Projektlaufzeit:
01.08.2016 – 31.07.2019

Institute:

  • Production Engineering of E-Mobility Components (PEM)
  • MEET Batterieforschungszentrum
  • Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia)
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Partner:

Technische Universität Braunschweig
RWTH Aachen
Technische Universität Braunschweig

Die Formierung sowie die anschließende „Reifung“ gehören zu den wichtigsten aber auch zeitaufwändigsten Prozessschritten in der Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die dabei umgesetzten Energiemengen tragen einen signifikanten Anteil zu den Kosten des Zellherstellungsprozesses bei. Die beim ersten Ladevorgang entwickelten Grenzschichten und deren Beschaffenheit nehmen einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität und Lebensdauer der Zellen. Die genauen elektrochemischen Reaktionsmechanismen und Möglichkeit der gezielten Steuerung sind bislang nur unzureichend aufgeklärt.

Auf Basis dieser Ausgangslage befasst sich das Vorhaben OptiZellForm mit der systematischen Untersuchung der Wirkzusammenhänge im Prozess der Formierung und der vorgelagerten Prozessschritte. Neben der Variation von elektrochemischen Prozessparametern stehen chemische Einflussfaktoren im Fokus der Untersuchungen. Darüber hinaus wird der Einfluss von äußeren Umgebungsbedingungen sowie auf den Reifeprozess untersucht. Gestützt auf das verbesserte Prozessverständnis werden optimierte Formierungs- und Reifungsstrategien mit dem Ziel einer zeiteffizienten Prozessführung entwickelt.

Zudem kann das verbesserte Verständnis die Sicherheit in der Produktion erhöhen, da das Zellverhalten in Grenzbereichen vorhersehbarer wird und Fehler frühzeitiger erkannt werden können. Ebenso können Maßnahmen zur Verkürzung des Formierungsprozesses und der Reifedauer identifiziert und damit die Reduzierung der Zellkosten angestrebt werden. Die Betrachtung der Formierung und Reifung bietet großes Potential, um sowohl kostensenkende als auch qualitätssteigernde Erkenntnisse zu erlangen und zu der Realisierung einer wirtschaftlichen Batteriezellproduktion erheblich beizutragen.