Die Elektrifizierung der Mobilität und die Erzeugung und Speicherung von erneuerbaren Energien sind Eckpfeiler der Nachhaltigkeitsstrategie Deutschlands und der EU. Die Batterie, als Traktionsbatterie oder als stationärer Speicher, ist dabei ein Schlüsselelement für die kommerzielle Umsetzung. Durch das interdisziplinäre Team der BLB kann die Forschung an der Batterieproduktion und dem Recycling, welche durch eine hohe Innovationsdichte und Geschwindigkeit des technologischen Fortschritts geprägt sind, vorangetrieben werden.
Die Battery LabFactory Braunschweig (BLB) ist ein Forschungszentrum der TU Braunschweig. Das Forschungsspektrum umfasst den gesamten Wertschöpfungskreislauf von der Material- und Elektrodenherstellung über die Zellfertigung bis hin zur Systemintegration und zum Recycling zur Schließung des Materialkreislaufes. Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und Prozess-Kosten-Beziehungen werden in jeder Phase als zentrale Fragestellungen betrachtet. Die BLB bündelt die Kompetenzen von neun Instituten der TU Braunschweig, der TU Clausthal, der Leibniz Universität Hannover, des Fraunhofer Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST sowie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig (PTB).
Wenn Sie sich über die Battery LabFactory Braunschweig, die gesamte Fertigungskette der Batterieproduktion oder die dazugehörigen Forschungspartner informieren möchten, besuchen Sie die Seiten der BLB.
Das Team Automatisierte Batterieproduktion des IWF beschäftigt sich innerhalb der BLB mit den Trockenraum-Prozessschritten Zellassemblierung, Verbundfolienverarbeitung, Elektrolytbefüllung und Zellverschluss, die die Kernprozesse der Batteriezellfertigung darstellen. Hierbei stehen die Erforschung von Prozess-Produkt-Wirkbeziehungen und materialangepassten Hochdurchsatzprozessen im Vordergrund. Zudem entwickelt das Team automatisierte Prozesstechnik für die Verarbeitung von Feststoffelektrolyten und Lithiummetallanoden zukünftiger Batteriezellen. Hinsichtlich der Prozessoptimierung finden Ansätze zur Prozesssteuerung mittels KI oder Maschinellem Lernen fundierte Anwendung über die gesamte Produktionskette - von der Elektrodenfertigung bis zur verschlossenen Zelle. Anknüpfend an diese Fragestellungen der Batteriezellproduktion werden als weiterer Schwerpunkt neuartige Demontagestrategien und -technologien für das Recycling von Batteriesystemen, -modulen und -zellen erarbeitet.
Das Team Digitalisierte Produktion nachhaltiger Batterien des IWF forscht an den Themenfeldern nachhaltige Produkte, Prozesse, Ressourceneffizienz, Simulation und dem Einsatz von Industrie 4.0-Ansätzen in der Batterieproduktion und dem Batterierecycling. Es werden Methoden zur umwelt- und kostenorientierten Prozesssystemanalyse, zur Datenerfassung, -speicherung, und –verarbeitung entwickelt, mit dem Ziel die Produkt- und Prozessqualität zu erhöhen und die prozessabhängigen Kosten und Emissionen zu reduzieren. Motiviert wird der thematische Fokus durch den hohen Anteil (ca. 50%) an den gesamten produktionsbedingten CO2-Emissionen eines Elektrofahrzeuges seitens des Batteriesystems und dessen Produktion. Ein großer Anteil sind dabei materialbezogenen Emissionen, welche sich durch effiziente Recyclingsysteme und eine Kreislaufführung der Materialien deutlich reduzieren lassen. Neben Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt wird an Next-Generation und Festkörperbatterien (ASSBs) geforscht.
Das IWF ist über zahlreiche nationale, europäische und internationale Forschungsprojekte bestens vernetzt und bringt seine Expertise in die deutschen Batterie-Forschungscluster ProZell, InZePro und greenBatt ein. Darüber hinaus forscht das IWF im Graduiertenkolleg CircularLIB und ist Gründungsmitglied des europäischen Liplanet Netzwerks.