Erforschung von Maßnahmen zur Steigerung der Material- und Prozesseffizienz in der Lithium-Ionen-Batteriezellproduktion über die gesamte Wertschöpfungskette
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
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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
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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
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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
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Teilprojekt 5
Material-Flow-Szenarios
Förderkennzeichen: 03XP0142E
Öko-Institut e. V. - Büro Darmstadt, Ressourcen & Mobilität
64295 Darmstadt
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Teilprojekt 6
Förderkennzeichen: 03XP0142F
BMZ Batterien-Montage-Zentrum GmbH
63791 Karlstein
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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
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Teilprojekt 8
Förderkennzeichen: 03XP0142H
SGL Carbon GmbH - Meitingen
86405 Meitingen
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Teilprojekt 9
Förderkennzeichen: 03XP0142I
Umicore AG & Co. KG
63457 Hanau-Wolfgang
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Teilprojekt 10
Förderkennzeichen: 03XP0142J
Custom Cells Itzehoe GmbH
25524 Itzehoe
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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
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Teilprojekt 12
Förderkennzeichen: 03XP0142M
Exyte Technology GmbH
70499 Stuttgart
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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
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Teilprojekt 14
Förderkennzeichen: 03XP0142O
Siemens AG - Nürnberg, DF FA S OEM ELB
90439 Nürnberg
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Teilprojekt 15
Förderkennzeichen: 03XP0142P
thyssenkrupp System Engineering GmbH
74076 Heilbronn
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Fördergeber: BMBF, Referat 523
Projektträger: PT-J
Leistungsplansystematik:
KB2220 Li-Ionen-Batterien
Förderprofil:
Technologie- und Innovationsförderung
Förderart:
PDIR
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.
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.
Metall-Ionen-Batterien
mobil, 2nd Life und Recycling, portabel, stationär
Industrie, Forschungs- und Entwicklungseinrichtung
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Zellhersteller
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Elektrolyt flüssig
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format zylindrisch
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format Pouch
Zelle
Zelle Elektroden Anode Aktivmaterial
Zelle Elektroden Anode Binder
Zelle Elektroden Kathode Aktivmaterial
Zelle Elektroden Kathode Binder
Zelle Separator
Zelle Elektrolyt flüssig
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zelldesign
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung Elektrode Rezeptur
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung Elekrolytformulierung
mobil
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion Rohstoffe Verfügbarkeitsanalyse
Produktion Rohstoffe Bedarfsermittlung
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Formation und Aging Formation
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Assemblierung
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozesskettenanalyse
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Evaluation von Technologiealternativen
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Ausschussrate
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Investitionskosten
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Kosten
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Platzbedarf
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Qualitätssicherung
mobil
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung unabhängige Einrichtung
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Anwendung
Zelle
Produktion Rohstoffe Auswahl und Abstimmung
Produktion Rohstoffe Verfügbarkeitsanalyse
Produktion Rohstoffe Bedarfsermittlung
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Ermittlung von Auswirkungen ökologisch
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Ermittlung von Auswirkungen sozial
mobil
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung unabhängige Einrichtung
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Batteriehersteller
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format zylindrisch 21700
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format Pouch
Anwendung
Zelle
Reparatur, Remanufacturing, Recycling Modell- und Konzeptentwicklung
Reparatur, Remanufacturing, Recycling Recycling Zelle
Reparatur, Remanufacturing, Recycling Recycling Logistik
Anwendung Batterieintegration und Systementwicklung Identifikation von Optimierungspotenzial Bauraum
Anwendung Batterieintegration und Systementwicklung Identifikation von Optimierungspotenzial Antriebsstrang-Peripherie
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept Optimierung für speziellen Einsatz
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept Optimierung für Second Life
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zelldesign
mobil Antriebsart BEV
mobil Fortbewegungsart Land Nutzfahrzeug auf Rädern selbstfahrende Arbeitsmaschine sonstige Arbeitsmaschine Transportfahrzeug
2nd Life und Recycling 2nd Life
2nd Life und Recycling Recycling
Industrie Automobil Nutzfahrzeuge Transportfahrzeuge
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie chemische Industrie Spezialchemie
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Abfallwirtschaft Entsorgung und Recycling
Industrie chemische Industrie Materialtechnologie
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Batteriehersteller
Industrie Zellhersteller
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format zylindrisch 21700
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format Pouch
Zelle
Zelle Elektroden
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung nass wasserbasiert
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Kalandrieren
Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Beschichten Direktbeschichtung bzw. Extrusion
Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung Mischen
Produktion Testzelle mit Flüssigelektrolyt Elektrodenfertigung nass wasserbasiert
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Entwicklung neuer Prozesse
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Prozess-Eigenschaftsbeziehungen
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessverständnis Vorhersagemodell
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept Anforderungsprofil für Elektroden
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept Evaluierung von Fertigungsprozessen
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zelldesign
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Elektrodenprozessierung
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung Elektrode
mobil
portabel
stationär
Industrie Zellhersteller
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Anlagen-, Maschinenbau und Automatisierung
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format zylindrisch 21700
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format zylindrisch 18650
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Format Pouch
Zelle
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Assemblierung
Produktion Zelle mit Flüssigelektrolyt Assemblierung Stapeln, Wickeln, Falten Wickeln
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Entwicklung neuer Prozesse Demonstrator
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Entwicklung neuer Prozesse Konzeptentwicklung
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Durchsatzzeit
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Kosten
Produktion untersuchte Eigenschaften, Arbeitsfeld Prozessoptimierung Qualität
Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle Zellkonzept Evaluierung von Fertigungsprozessen
mobil
portabel
stationär
Industrie Anlagen-, Maschinenbau und Automatisierung
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Zelle
Produktion
mobil
Industrie Anlagen-, Maschinenbau und Automatisierung
Herr Nico Unger
Telefon: +49 6188 9956-770
E-Mail: nico.unger@bmz-group.com
zum Internetauftritt