PowerCo SE

Presse-Team

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Bundesministerium für Bildung und Forschung

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 511: Neue Werkstoffe, Nanotechnologie; KIT

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 523: Werkstoffinnovationen, Batterie; Hereon, KIT

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 525: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt
Referat 525: Batterieforschung; KIT

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Referat T15: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt Referat T15: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt

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Im Projekt „MiKoBatt“ wird an der ökologischen, wirtschaftlichen und nachhaltigen Produktion von Batteriezellen geforscht, um deutschen und europäischen Herstellern in Zukunft kommerzielle Wettbewerbsvorteile zu ermöglichen. Dafür sollen Fabrik- und Maschinenkonzepte erarbeitet werden, die eine effiziente Batteriezellproduktion mit Hilfe sogenannter Microenvironments erlauben.
Neben den Teilprojektpartnern, ist die Jagenberg Converting Solutions GmbH assoziierter Partner im Projekt. Sie unterstützt insbesondere bei der Erarbeitung eines Rein- und Trockenraumkonzept für die Prozessschritte der Elektrodenfertigung und ergänzt das Forschungswissen der RWTH und Produktwissen von PowerCo mit dem Knowhow und den Industrieerfahrungen eines Maschinen- und Anlagenbauers. Wichtige Themen wie Materialfluss und -schleusen innerhalb von Microenvironments, der Umgang mit unterschiedlichen Betriebszuständen bei gleichzeitig hoher Anlagenverfügbarkeit und Beibehaltung der gewünschten Atmosphäre, eine ökonomisch sinnvolle Umsetzung und die Sicherstellung von Produktqualität und Maschinensicherheit werden von Jagenberg umgesetzt.

Quelle: https://www.pem.rwth-aachen.de/cms/PEM/Forschung/Projekte/~bdfwuv/MiKoBatt/ (jüngster Zugriff: 29.07.2024)

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Geplante Projektstruktur und Arbeitspakete im 3. Teilprojekt zu MiKoBatt

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Fabrik- und Maschinenkonzepte für wirtschaftlich effiziente Batteriezellproduktionen mit Microenvironments

Abteilung Prozessentwicklung Batterie Recycling

PowerCo SE Abteilung Prozessentwicklung Batterie Recycling

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Arbeitseinheit NMT: Neue Materialien und Chemie

Projektträger Jülich Arbeitseinheit NMT: Neue Materialien und Chemie

Projektträger Jülich

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[verbundprojekt]

[Verbundprojekt]

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Jagenberg Converting Solutions GmbH

Communications and Marketing

Herr  Matthias Smulka

Das Projektvorhaben verfolgt die Ziele des beschleunigten Transfers in die industrielle Anwendung und der Entwicklung neuer Technologien des BMBF-Dachkonzept „Forschungsfabrik Batterie“. Es sollen aktuelle technische Herausforderungen von Microenvironments für die Maschinen- und Anlagentechnik in der Batteriezellproduktion adressiert werden, um eine nachhaltige Batteriezellproduktion in Europa durch innovative Maschinetechnik und ein dazugehöriges Fabrikkonzept mit logistischer Vernetzung der Prozesse zu stärken. Darüber hinaus sollen regionale Kooperationen unter Einbeziehung aller relevanten Akteure für die Entwicklung und Umsetzung von Transformationsstrategien genutzt werden. Durch das Projekt soll eine vollständig lokalisierte Lieferkette und ein internationaler Wettbewerbsvorteil für europäische Turn-Key Solutions für eine effiziente und nachhaltige Batteriezellproduktion begünstigt werden. Die beteiligten Forschungspartner ermöglichen die Schärfung des Forschungsprofils und die Umsetzung von Forschungs- und Entwicklungsergebnissen in die Richtung der Marktanwendung.
Der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen ist seit Jahren im Themenfeld der Batterieproduktion der LithiumIonen-Batterietechnologie tätig. Das Tätigkeitsfeld des Lehrstuhls erstreckt sich über alle Themen der Elektromobilproduktion. Im Projekt nutzt das PEM insbesondere diese Erfahrungen für die Identifizierung und Aggregation von relevanten Parametern entlang der gesamten Prozesskette, um auf diese Weise Einflussfaktoren in der Batteriezellproduktion zu analysieren und produkt- und prozessspezifischen Atmosphären für Microenvironments zu bewerten. Dabei soll eine Validierung in Form eines Demonstrators am PEM erfolgen, indem eine Trockenheitsuntersuchung und Charakterisierung von prototypischen Zellen durchgeführt wird.

Die Grundlage der Bewertung neuartiger Fabrikkonzepte bildet dabei die Definition eines Referenzprodukts und einer Referenzprozesskette. Darauf aufbauend werden entsprechende Produktionsanforderungen in Hinblick auf die Integration von Microenvironment-Maschinenkonzepten abgeleitet. Das zentrale Arbeitspaket bildet die Ausarbeitung von Integrationskonzepten für Microenvironments zur Abbildung einer umwelt- und kosteneffizienten Batteriezellproduktion. Diese werden hinsichtlich der Faktoren (AP3.1) Automatisierung und Verkettung, (AP3.2) Materialfluss und Logistik, (AP3.3) Auslegung und Schnittstellen sowie (AP3.4) Produktrelevante Einflussfaktoren analysiert und gegenüber der Referenz aktueller Produktionskonzepte bewertet. Abschließend erfolgt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von ausgewählten Fabrik- und Microenvironment-Maschinenkonzepten. Begleitet werden die Tätigkeiten durch ein technisches Projektmanagement.

Verwertungsplan:

Für das PEM ist eine wissenschaftliche Verwertung in Form von Veröffentlichungen und Verbreitung der Ergebnisse auf Konferenzen und Messen für ein wissenschaftliches Fachpublikum geplant. Hierfür vorgesehen sind national und international anerkannte Konferenzen und Journals, wie zum Beispiel die CIRP-Konferenzen. Die Publikationen sollen als Open Access erfolgen. Ebenso sind hier Qualifikationsmaßnahmen (Lehre, Abschlussarbeiten, Schulungen, etc.) geplant. Das PEM wird mit Hilfe der Erkenntnisse die Untersuchung von Maßnahmen zur Steigerung der Material- und Prozesseffizienz in der Lithium-Ionen-Batteriezellenproduktion vorantreiben und in der Forschungsinfrastruktur „eLab“ der RWTH Aachen erforschen.

Wirtschaftliche Erfolgsaussichten:

Durch die enge Zusammenarbeit der Forschungspartner in diesem Projekt und weiteren Forschungsvorhaben innerhalb von SynBatt im Bereich von Microenvironments sowie der Forschungsfertigung Batteriezelle FFB können in der finalen Phase des Projekts neuartige Konzepte von Fabrik-Maschinensystemen und Microenvironments teilweise in die Konzeptionierung und Planung der Forschungsfabrik einfließen. Darüber hinaus 
werden die Konzepte in Form eines Demonstrators (in der Pilotfertigung der RWTH Aachen) validiert werden. 
Eine effiziente und kostengünstige Umsetzung von Microenvironments kann in der FFB und bei Industriepartnern zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland und zu einer fundierten Basis für weitere Batterieforschung beitragen. 
Gesamtwirtschaftlich betrachtet, kann der Wettbewerbsvorteil durch eine signifikante Reduzierung des 
Energiebedarfs und Reduzierung des Anlageninvestments zu einer entsprechend höheren Nachfrage im Bereich der Maschinen- und Anlagentechnik führen. Dies betrifft insbesondere die Elektromobilität und stationäre Speichersysteme, bei denen die Zellpreise zu teilweise unrentablen Systempreisen führt, was eine deutliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit für zukünftige Anwendungen voraussetzt. Des Weiteren lassen sich aus den Erkenntnissen hinsichtlich der technischen Anforderungen an Maschinen und Anlagen zur Integration in Microenvironments Empfehlungen für die Maschinen- und Anlagenbauer ableiten, um den Innovationsgrad Ihrer Produkte für den Einsatz in einer Zellproduktion zu steigern. Zur Dissemination der Ergebnisse und dem beschleunigten Eintreten der wirtschaftlichen Erfolge wird angestrebt die erlangten Projektergebnisse durch geeignete Publikationen zu verbreiten.


Wissenschaftliche und technische Erfolgsaussichten:

Die im Rahmen des Teilvorhabens erarbeiteten Erkenntnisse bieten ein großes wissenschaftliches Potenzial zur Weiterentwicklung der Batterieproduktion. Das PEM wird die techno-ökonomische Bewertung in der europäischen Forschungslandschaft verbreiten, um die Konzeptionierung und gezielte Einstellung der Prozess-und Produktionsatmosphäre in der Batteriezellproduktion zu optimieren. Das daraus resultierende Potentialbeschleunigt die Forschung in sämtlichen produkt- und prozessseitigen Forschungsprojekte, welche eine Industrialisierung neuer Batterie- oder Prozesstechnologien adressieren. Darüber hinaus werden die durch das PEM erarbeiteten Ergebnisse des Projekts in umfangreicher Form in die universitäre Lehre einfließen. Die Ergebnisse sollen in Vorlesungen aufgegriffen werden und als Grundlage für Praktika und Abschlussarbeiten dienen (nach Projektbeginn). Seit Jahren sind an der RWTH Aachen steigende Studierendenzahlen im Bereich 
der Elektromobil- und Batteriezellproduktion zu verzeichnen. Die Reputation des PEM soll genutzt werden, um Netzwerke zu erweitern und auch internationale Kooperationen einzugehen. Nicht zuletzt werden die Ergebnisse an den Anlagen des PEM angewendet. Die Infrastruktur des eLab stellt eine Plattform dar, welche sowohl von Forschungs- als auch von Industriepartnern genutzt werden kann, um den entwickelten Standard 
an realen Anlagen zu sehen. Die zentralen Analyse- und Forschungsergebnisse werden jährlich auf nationaler und zu Projektende auf internationaler Ebene in wissenschaftlichen Publikationen und auf Fachtagungen veröffentlicht.

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Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Presse und Kommunikation

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Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components

Presse und Medien

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components

Duration	01/07/2023 - 30/06/2026
Executing unit	PowerCo • Abt. K-K-21-O/E
City	Salzgitter
Amount of funding	3.941.569,00 €
Total budget	no information
Sponsor	BMFTR

Project

MiKoBatt

Fabrik- und Maschinenkonzepte für wirtschaftlich effiziente Batteriezellproduktionen mit Microenvironments

Project management as

Abteilung Prozessentwicklung Batterie Recycling

PowerCo SE

Funding

This project is part of the joint project

MiKoBatt

Other sub-projects of the joint project

Sub-project 2

Duration:

Funding code:

Jagenberg Converting Solutions GmbH

Sub-project 3

Duration:

Funding code:

Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components

This project is part of the funding initiative

Sub-project lead

Abteilung Prozessentwicklung Batterie Recycling

Sub-project manager

Press contact

Joint-project management

Abteilung Prozessentwicklung Batterie Recycling

Joint-project coordinator

Press contact