Fab4LiB

Erforschung von Maßnahmen zur Steigerung der Material- und Prozesseffizienz in der Lithium-Ionen-Batteriezellproduktion über die gesamte Wertschöpfungskette

Teilprojekt 1

Laufzeit: 01.01.2018 bis 31.12.2019

Fördersumme: 199.675,00 €

Projektvolumen: keine Angabe
 

ausführende Stelle:

TerraE Holding GmbH
Sonnentaustr.  24
60433 Frankfurt am Main

zum Internetauftritt

Zuwendungsempfänger:

TerraE Holding GmbH

zum Internetauftritt

Fördergeber: BMBF, Referat 523

Förderkennzeichen: 03XP0142A

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
KB2220 Li-Ionen-Batterien

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Beschreibung

Es liegt keine Beschreibung des Teilprojektes vor.

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.01.2018 bis 31.12.2019
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 5.482.100,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

Teilprojekt 1:

Förderkennzeichen: 03XP0142A

TerraE Holding GmbH
60433 Frankfurt am Main

Teilprojekt 2: Auswahl optimaler Materialien und Komponenten (Kathoden- und Anodenaktivmaterial, Binder, Separator, Elektrolyt) für Pouch- und Rundzellen der nächsten LIB-Generation

Förderkennzeichen: 03XP0142B

MEET - Münster Electrochemical Energy Technology
48149 Münster

Teilprojekt 3: Prozesseffizienzsteigerung in den Bereichen Elektrodenherstellung, Zellassemblierung und Formation

Förderkennzeichen: 03XP0142C

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Fakultät für Maschinenwesen - Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components
52074 Aachen

Teilprojekt 4:

Förderkennzeichen: 03XP0142D

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg - Labor für Batterietechnologie (eLaB), Geschäftsbereich Elektrochemische Energietechnologien - Fachgebiet Akkumulatoren Materialforschung (ECM)
89081 Ulm

Teilprojekt 5: Material-Flow-Szenarios

Förderkennzeichen: 03XP0142E

Öko-Institut e. V. - Büro Darmstadt, Ressourcen & Mobilität
64295 Darmstadt

Teilprojekt 6:

Förderkennzeichen: 03XP0142F

BMZ Batterien-Montage-Zentrum GmbH
63791 Karlstein

Teilprojekt 7: Optimierung von Rund- und Pouchzellen für den Einsatz in Transportfahrzeugen und Konzept für kostenneutrale Verwertung

Förderkennzeichen: 03XP0142G

StreetScooter GmbH, Project Management Office
52070 Aachen

Teilprojekt 8:

Förderkennzeichen: 03XP0142H

SGL Carbon GmbH - Meitingen
86405 Meitingen

Teilprojekt 9:

Förderkennzeichen: 03XP0142I

Umicore AG & Co. KG
63457 Hanau-Wolfgang

Teilprojekt 10:

Förderkennzeichen: 03XP0142J

Custom Cells Itzehoe GmbH
25524 Itzehoe

Teilprojekt 11: Definition einer Rundzelle und entsprechender Herstellprozesse, Anforderungen an und Eigenschaften von Pouch-Zellen sowie Eeforschung neuer Beschichtungstechnologien

Förderkennzeichen: 03XP0142L

Litarion GmbH
01917 Kamenz

Teilprojekt 12:

Förderkennzeichen: 03XP0142M

Exyte Technology GmbH
70499 Stuttgart

Teilprojekt 13: F&E von zylindrischen Zellen und Pouch-Zellen zur wirtschaftlichen Batteriezellfertigung bei geringen und mittleren Stückzahlen und hoher Variantenvielfalt

Förderkennzeichen: 03XP0142N

Manz AG
72768 Reutlingen

Teilprojekt 14:

Förderkennzeichen: 03XP0142O

Siemens AG - Nürnberg, DF FA S OEM ELB
90439 Nürnberg

Teilprojekt 15:

Förderkennzeichen: 03XP0142P

thyssenkrupp System Engineering GmbH
74076 Heilbronn

Fördergeber: BMBF, Referat 523

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
KB2220 Li-Ionen-Batterien

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

In den nächsten Jahren wird von einem starken Anstieg des Bedarfs an Lithium-Ionen-Batterien in vielen wirtschaftlich wichtigen Bereichen ausgegangen. Insbesondere die Elektromobilität gilt als ein Haupttreiber dieser Entwicklung.

Das Projekt Fab4Lib adressiert deshalb ein Produktionskonzept und Fabriklayout für innovative Zellen in Deutschland unter Berücksichtigung des Recyclings. Im Fokus sind Pouch- Zellen sowie zylindrische Zellen im Format 21700.


Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht darin, innovative Prozesse und Fertigungskonzepte zu entwickeln, um eine solche konkurrenzfähige Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriezellen über weite Teile der Wertschöpfungskette in Deutschland zu ermöglichen. Die Arbeiten befassen sich unter anderem mit einem innovativen Fabriklayout, Prozessinnovationen und Recycling, um Investitions- und Betriebskosten zu reduzieren. Beispielhaft sind hierfür die wasserbasierte Elektrodenbeschichtung (Anode), die Implementierung von NMC-622-Kathodenmaterial, der Herstellungsprozess der Elektroden, die Zellassemblierung und Sicherheit in Produkt und Prozess sowie die Reduzierung und das zielgerichtetes Recycling von produktionsbedingten Abfällen auf max. 2 Prozent über den Gesamtprozess zu nennen.

Insbesondere werden Arbeiten erbracht, die auch zu einer energieeffizienteren und ressourcenschonenden Produktion beitragen, etwa im Bereich der Formation. Nicht zuletzt erfolgen Prozesssimulationen und am Konzept Fab4Lib-Industrie-4.0 wird weiterführend gearbeitet. Ein Ziel von Fab4Lib ist auch, die Produktionskosten zu verifizieren, um im globalen Wettbewerb bestehen zu können. Dies erfordert eine Fabrikations-BOM-Betrachtung, die eine großformatige, prismatische Pouchzellenproduktion im Bereich unter 90 Euro pro KWh unterlegt.

Die Auswahl optimaler Materialien und Komponenten für die Pouch- und Rundzelle sowie die Hochskalierung der entsprechenden Elektrodenrezepturen und -herstellungsprozesse ist ein wesentliches Arbeitspaket im Vorhaben. Dabei sollen neuartige Aktiv- und Inaktivmaterialien eingesetzt werden, die sich - verglichen zum Stand der Technik - durch höhere Energiedichten, verringerte Alterungseffekte und intrinsisch verbesserte Sicherheitseigenschaften auszeichnen. Zelldesign und -chemie werden hierfür speziell an die Anforderungen bezüglich Ratenstabilität, Temperaturbereich, Lebensdauer etc. angepasst.

Über ein Screening wird an den Elektrolytzusammensetzungen gearbeitet. Es sollen durch ausgewählte physikochemische, elektrochemische sowie analytische Methoden vielversprechende Elektrolyte systematisch charakterisiert werden und zur Verwendung vorgeschlagen werden.

Das Ziel der Arbeiten eines weiteren Paketes ist schließlich die Entwicklung und Teildemonstration einer kompetitiven Variantenfertigung (KomVar) in Klein- und Mittelseriengröße zur Auslegung, Skalierung und Projektierung.


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

mobil, 2nd Life und Recycling, portabel, stationär

Förderempfänger

Industrie, Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt


Schlagworte zum Teilprojekt

Energiespeichertyp

Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien

Forschungsgegenstand

Zelle

Forschungsbereiche

Produktion

Anwendungsfelder

mobil

Förderempfänger

Industrie Zellhersteller

Teilprojektleiter

keine Angabe


Verbundprojektleiter

keine Angabe


Pressekontakt für Teilprojekt

Herr Dr. Ulrich Ehmes
TerraE Holding GmbH
Sonnentaustr. 24
60433 Frankfurt am Main
E-Mail: Dr.Ulrich.Ehmes@TerraE.com
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Pressekontakt für Verbundprojekt

Herr Nico Unger
Telefon: +49 6188 9956-770
E-Mail: nico.unger@bmz-group.com
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