Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen erarbeitet im neuen Forschungsprojekt „CellLab“ eine aufwendige Analytik-Infrastruktur zur Untersuchung der komplexen Zusammenhänge zwischen der Produktion und der Performance von Batterien. Im Rahmen des von der nordrhein-westfälischen Landesregierung geförderten Vorhabens soll ein Labor entstehen, das den reproduzierbaren und sicheren Betrieb aller dafür notwendigen Messinstrumente erlaubt.
Die Einrichtung soll in die bereits vorhandene lehrstuhleigene „CellFab“ integriert werden, die als prototypische, industrienah ausgelegte Produktionslinie für Batteriezellen alle Prozesse von der Elektrodenfertigung über die Zellassemblierung bis hin zur Zellfinalisierung abdeckt. Im Zuge des Projekts sollen moderne Analytik-Instrumente hinzukommen – als in die Anlagen integrierte „In-Process“-Bausteine sowie als „Post-Process“-Komponenten zur anschließenden Qualitätsprüfung. In der PEM-Einrichtung werden bereits Produktionsdaten aufgezeichnet und große Datenmengen für Digitalisierungsprojekte generiert. „Kleinen und mittelständischen Industriebetrieben fehlen häufig die Ressourcen zum Aufbau einer eigenen Analytik-Infrastruktur für die Batterieproduktionsforschung, was Innovationen verhindert, wo sie durchaus möglich wären“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Daher sollen auch KMU ohne ausreichendes Kapital für eigene Analytik von den Ergebnissen des Projekts profitieren.
Optimierung von Produktionsdaten
In einem begleitenden Forschungs- und Entwicklungsprojekt soll die Integration von Labordaten zur Optimierung von Produktionsparametern untersucht werden. So seien für die Entwicklung umfassender Modelle – etwa im Falle des Kalandrierprozesses – die reinen Produktionsdaten nicht ausreichend. „Nur mit Hilfe von Labordaten können wir präzise Vorhersagen treffen, Fehlerquellen im Produkt ausfindig machen und die Qualitätssicherung optimieren“, sagt PEM-Leitungsmitglied Professor Heiner Heimes: „Mit den Analytik-Instrumenten werden sich bisher verborgene Merkmale von Ausgangsmaterialien, Zwischenprodukten und Batteriezellen ohne externe Umgebungseinflüsse ermitteln lassen.“ Die Verknüpfung von Echtzeitdatenanalysen und fortschrittlichen Modellen führe zu einer erheblichen Effizienzsteigerung in der Produktion. Im Weiteren soll „CellLab“ es der Wissenschaft ermöglichen, in zukünftigen Vorhaben deutlich umfangreichere Forschungserkenntnisse zu gewinnen.
