Fraunhofer FFB und Accenture haben anlässlich der Hannover Messe 2024 ein Whitepaper zur Digitalisierung in der Batteriezellfertigung vorgestellt. Die Untersuchung quantifiziert Einsparpotenziale digitaler Technologien für eine Lithium-Ionen-Zellfabrik mit einer Jahreskapazität von 40 Gigawattstunden. Das Ergebnis: Durch den konsequenten Einsatz digitaler Lösungen lassen sich bis zu 27 Millionen Euro Kosten und knapp 10 Prozent der produktionsbedingten Emissionen einsparen.
Ein zentrales Handlungsfeld ist die Reduzierung der Ausschussrate. Hohe Ausschussquoten zählen zu den bekannten Schwachstellen der Massenproduktion von Batteriezellen und verursachen erhebliche Materialkosten. Da Materialkosten rund 70 Prozent der gesamten Herstellungskosten einer Batteriezelle ausmachen, wirken Verbesserungen in diesem Bereich besonders stark auf die Gesamtkosten. Laut der Untersuchung können digitale Qualitätssicherungs- und Rückverfolgbarkeitslösungen die Ausschussrate im Vergleich zur konventionellen Fertigung um bis zu 10,3 Prozent senken.
Beim Energieverbrauch, der etwa 5 Prozent der Produktionskosten ausmacht, weist das Whitepaper ein Einsparpotenzial von bis zu 9,5 Prozent durch digitale Verfolgungs- und Optimierungstechnik aus. Dieser reduzierte Energieeinsatz ist gleichzeitig der Haupttreiber für die mögliche Emissionsminderung von bis zu 9,7 Prozent. Damit adressiert die Digitalisierung nicht nur Kostenziele, sondern auch die wachsenden regulatorischen und unternehmerischen Anforderungen an den CO₂-Fußabdruck der Batteriezellproduktion.
Maschinenstillstandszeiten als weiterer relevanter Kostenfaktor lassen sich dem Whitepaper zufolge durch digitale Anwendungen für vorausschauende Wartung – also Predictive Maintenance – um bis zu 7,1 Prozent reduzieren. In großvolumigen Gigafactory-Umgebungen, in denen ungeplante Ausfälle komplexer Produktionsanlagen wie Beschichter, Kalander oder Formierungsanlagen erhebliche Kapazitätsverluste verursachen können, ist dieser Hebel besonders relevant.
Die Studie unterstreicht den industriellen Reifegrad digitaler Technologien für die Batteriezellfertigung und liefert konkrete Kennzahlen für Investitionsentscheidungen. Für europäische Zellhersteller und Gigafactory-Betreiber, die unter erheblichem Kostendruck gegenüber asiatischen Wettbewerbern stehen, bietet die Digitalisierung der Produktionskette damit einen messbaren Hebel zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit. Das vollständige Whitepaper steht über die Fraunhofer FFB zum Download bereit.
Quelle: Fraunhofer FFB – https://www.ffb.fraunhofer.de/de/news/Pressemitteilungen/Digitalisierung_in_der_Batteriezellfertigung.html
