Batterieforschung der Zukunft: Stapelmodul des Smart Battery Maker. ©Bild: wbk, KIT

KIT: Forscht in vier neuen Batterie-Kompetenzclustern

(PM) Die Batterieforschung in Deutschland will das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit vier neuen Kompetenzclustern entscheidend voranbringen. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist an allen vier Clustern beteiligt, an zwei davon als Koordinator: Bei dem Cluster ‚Intelligente Batteriezellproduktion (Inzepro)‘ stehen flexible Produktionssysteme im Fokus. Bei ‚Analytik/Qualitätssicherung (Aqua)‘ geht es darum, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Batterien zu verbessern. Zur Förderung in den Clustern stellen die beteiligten Forscherinnen und Forscher nun zunächst Vollanträge.


„Leistungsfähige und sichere Batterietechnologien sind Grundvorsetzung dafür, dass wir die Energiewende schaffen und unsere Mobilität nachhaltig gestalten können“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Die Cluster greifen die dafür ganz zentralen Aspekte – agile Produktionssysteme, Recycling, Nutzungskonzepte und Qualtitätssicherung – auf.“


Kompetenzcluster Intelligente Batteriezellproduktion (Inzepro)
Im Fokus des Kompetenzclusters Intelligente Batteriezellproduktion (Inzepro) stehen eine agile und flexible Anlagentechnik – mittels der sich Batteriezellen variantenflexibel und stückzahlangepasst fertigen lassen –, die Digitalisierung einzelner Anlagen und des gesamten Produktionssystems sowie virtuelle Produktionssysteme und KI in der Produktion. „Ziel ist es, vielfältige Varianten von Batteriezellen in kleinen bis grossen Stückzahlen für eine flexible, automatisierte und intelligente, durch künstliche Intelligenz optimierte Fertigung herzustellen. So wollen wir dafür sorgen, dass produzierende Unternehmen, beispielsweise in der Automobilindustrie, ihre Produktivität selbst bei schwankender Auftragslage und hoher Produktvarianz steigern“, erläutert Professor Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Instituts für Produktionstechnik, der für das KIT im Koordinationsteam von Inzepro ist.

Kompetenzcluster Analytik/Qualitätssicherung (Aqua)
Die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern und gleichzeitig eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, ist Ziel des Clusters Aqua. Als Grundlage für die Qualitätssicherung bei der Produktion entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Analysemethoden und -standards, die den komplexen Prozessen in der Batterie gerecht werden. „Wir wollen in Aqua ein umfassendes und prozessübergreifendes Verständnis dafür erarbeiten, wie sich das Zusammenspiel von Materialien, Fertigungsschritten und elektrochemischen Besonderheiten auf Strukturen und Eigenschaften der Batterie auswirkt“, sagt Professor Helmut Ehrenberg vom KIT, der im Koordinationsteam ist.

Batterieforschung in Deutschland stärken
Bei den beiden Clustern Inzepro und Aqua ist das KIT jeweils im Koordinationsteam. Forscherinnen und Forscher des KIT arbeiten aber auch in den beiden weiteren Clustern Recycling/Grüne Batterie (Greenbatt) und Batterienutzungskonzepte (Battnutzung) mit. Starten sollen die neuen Cluster im Oktober 2020. Ausserdem ist das KIT an dem bereits seit 2018 laufenden Kompetenzcluster Festbatt zur Entwicklung von Festkörper-Batterien und seit 2016 an Prozell zur Batteriezellproduktion beteiligt.

Die Kompetenzcluster sind Teil des Dachkonzepts „Forschungsfabrik Batterie“ und sollen dazu beitragen, die Batterieforschung in Deutschland entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu stärken.

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Text: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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