Komplexer werdende Materialflüsse in den Fertigungsprozessen der Lithium-Ionen-Batterieproduktion stellen hohe Anforderungen an Qualität, Sicherheit und Reproduzierbarkeit von (Zwischen-)Produkten. Dadurch müssen Messverfahren und -technik für die Qualitätssicherung und Traceability hinreichend optimiert werden, um eine zukünftige Hochskalierung der Prozesse für Großserienfertigungen zu ermöglichen, als auch die Effizienz in der Fertigung zu erhöhen. Ein solches Messsystem bildet nicht nur die Grundlage für echtzeitfähige Prozessüberwachung, sondern ermöglicht auch die Digitalisierung der Produktion zur Erfüllung von ambitionierten Industrie 4.0-Ansprüchen sowie der Generierung von virtuellen Abbilden (Digital Twins) für weiterführende Analysen. Auf methodischer Seite bedingt eine solche Integration und die Erweiterung der Messtechnik eine allgemeingültige Entscheidungsbasis.
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
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Fraunhofer-Zentrale (ZV) und Academy
Bereits im vorangegangenen Teilprojekt "FoFeBat" wurde eine erste Produktionslinie für großformatige, zylindrische Lithium-Ionen-Batteriezellen entwickelt und in Betrieb genommen. Diese Forschungsinfrastruktur soll die Untersuchung von innovativen Produktionsverfahren für eine zeitnahe Überführung in die industrielle Fertigung ermöglichen und damit Innovations- und Kommerzialisierungsprozess von Produktionstechnologien für bestehende und zukünftige Zellformate und -konzepte für die Großserienfertigung vorantreiben.
Im Rahmen des weiteren infrastrukturellen Aufbaus der FFB liegt das zentrale Projektziel von FoFeBat2 in der Erforschung von prismatischen Hardcase- und Pouch-Batteriezellformate hinsichtlich ihrer Entwicklung, Assemblierung und Finalisierung, aus der eine zweite Produktionslinie entwickelt und in Betrieb genommen werden soll. Besonders für den Schritt Finalisierung soll für diese als auch die bereits entwickelte Produktionslinie mit einem hinreichenden Zellformierungsprozess ergänzt werden. Mit Bezug auf die vollständige Digitalisierung der gesamten Prozesskette und der damit einhergehenden virtuellen Abbildung soll ein Gesamtkonzept für die Prozessüberwachung erarbeitet werden. Seitens des IWFs wird hierfür eine geeignete Messtechnik für die Detektion von Qualitätsparametern in der Fertigung mithilfe einer eigens entwickelten Bewertungsmatrix ausgewählt und auf die Anforderungen der Inline-Prüftechnik adaptiert. Neben der Beschaffung erfolgt die Implementierung und Inbetriebnahme der Messtechnik.