Entwicklung und Demonstration von Material-, Prozess- und Anlageninnovationen in der Zellaktivierung im Rahmen der Batteriezellproduktion

Die KION Battery Systems GmbH (KBS) wird die hergestellten Batteriezellen von den Partnern zu Modulen weiterverarbeiten und deren Leistung und Lebensdauer bewerten. Dabei liegt der Fokus auf der Untersuchung der Lebensdauerverlängerung und der Senkung des Innenwiderstands, die durch die optimierten Zellaktivierungsprozesse erreicht werden sollen.

Außerdem wird KBS experimentell ermitteln, wie sich die entwickelten Innovationen auf das Swelling und den Wärmebedarf der Module auswirken. Ziel ist es, die Auswirkungen auf die Anwendung zu bewerten und sicherzustellen, dass die Module eine möglichst lange Lebensdauer und hohe Performance bieten.

Die KBS strebt an, durch die verbesserten Batteriezellen und -module nachhaltigere Produkte zu entwickeln, die eine längere Lebensdauer und bessere Performance aufweisen. Dies soll zu einer Reduktion des Kühlbedarfs und einer effizienteren Nutzung der Batterien in Intralogistikanwendungen führen.

Für KBS als Batteriepackhersteller ergeben sich drei zentrale Risiken, die eng miteinander verknüpft sind: Die technologische Unsicherheit liegt darin, dass die neuen Zellaktivierungsprozesse wie Hochdruckbefüllung und optimierte Formierung zwar auf Zellebene erfolgreich sein können, jedoch im Modul andere Effekte hervorrufen könnten – etwa stärkeres Swelling oder veränderte Wärmeentwicklung, was die mechanische und

thermische Auslegung der Packs beeinflusst. Hinzu kommt ein Validierungsrisiko, da die Partner und KBS umfangreiche Tests mit den neuen prismatischen Zellen durchführen müssen, um Lebensdauer, Swelling und Kühlbedarf zu bewerten. Verzögerungen in diesem Prozess gefährden vor allem im letzten Drittel der Projektlaufzeit die Einhaltung von Projektmeilensteinen. Schließlich besteht ein Sicherheitsrisiko durch potenziell veränderte Gasbildungsprozesse infolge neuer Befüll- und Formierstrategien. Eine unkontrollierte Gasansammlung im Modul könnte sicherheitskritische Situationen verursachen und erfordert daher besondere Aufmerksamkeit bei der Modulvalidierung und beim Design der Entgasungskonzepte.

Die KBS übernimmt innerhalb des Projekts die Verantwortung für die Validierung der entwickelten Zelltechnologien auf Modulebene. Zu Beginn definiert KBS die Anforderungen an das Batteriesystem anhand typischer Intralogistikanwendungen und leitet daraus ein Leistungsprofil mit besonderem Fokus auf Schnellladefähigkeit und Temperaturverhalten ab. Anschließend führt KBS Bauraumstudien durch und entwickelt Modulkonzepte für die im Projekt hergestellten prismatischen Batteriezellen. Dazu gehören die Konstruktion von Zellhaltern, elektrischen Verbindern sowie gegebenenfalls Kühlkomponenten. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Auslegung des elektrischen Systems und die Untersuchung verschiedener Temperaturregelungskonzepte mittels thermischer Simulationen. Ziel ist es, die Wärmeentwicklung und thermische Belastung der Zellen zu analysieren und geeignete Maßnahmen zur Kühlung oder Beheizung abzuleiten. Nach Abschluss der Konstrukionsphase erstellt KBS die Fertigungsunterlagen, beschafft die notwendigen Komponenten und baut die Batteriemodule als Prototypen auf. Abschließend werden umfangreiche Tests durchgeführt, um die Performance, Lebensdauer, den Innenwiderstand sowie das thermische Verhalten der Module unter realitätsnahen Lastprofilen zu bewerten und die im Projekt erzielten Verbesserungen nachzuweisen.

Die KBS erwartet durch die Projektergebnisse leistungsfähigere und langlebigere Batteriemodule für Intralogistikanwendungen. Die verbesserte Zellperformance soll langfristig zu nachhaltigeren Batteriesystemen, zusätzlichen Umsatzpotenzialen und einem Ausbau der technologischen Kompetenz im Bereich industrieller Lithium-Ionen-Batterien beitragen.

Quelle: KION Battery Systems GmbH (29.07.2026)