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
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
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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 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 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 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
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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