Koope­ra­ti­on im Pro­jekt For­schungs­fer­ti­gung Batteriezelle

Das Pro­jekt For­schungs­fer­ti­gung Bat­te­rie­zel­le in Müns­ter wird von dem in Ball­rech­ten-Dot­tin­gen bei Frei­burg ansäs­si­gen Maschi­nen- und Anla­gen­bau­er ystral mit einer Misch- und Disper­gier­an­la­ge in der „FFB Pre­Fab“ unter­stützt, die der Erpro­bung von Fer­ti­gungs­pro­zes­sen sowie neu­er Rezep­tu­ren für die Bat­te­rie­zell­pro­duk­ti­on die­nen soll. Ein Beginn des Test­be­triebs auf der ystral-Anla­ge ist für Ende nächs­ten Jah­res geplant.

Die im Rah­men des Pro­jekts ent­ste­hen­de Fraun­ho­fer FFB soll es Indus­trie­un­ter­neh­men ent­lang der gesam­ten Wert­schöp­fungs­ket­te der Bat­te­rie­zell­pro­duk­ti­on ermög­li­chen, aus­ge­wähl­te Pro­zess­schrit­te oder kom­plet­te Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se in Bezug auf Mate­ri­al, Pro­duk­ti­ons­tech­no­lo­gie, Ener­gie- und Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz, Qua­li­tät, Durch­satz und Kos­ten zu erpro­ben und für ihre Zwe­cke zu opti­mie­ren. Das ers­te, der­zeit im Bau befind­li­che Gebäu­de der Fraun­ho­fer FFB, die „FFB Pre­Fab“, wird eine Mus­ter­li­nie für die klein­s­ka­li­ge Bat­te­rie­zell­pro­duk­ti­on ent­hal­ten. Die dar­aus gewon­ne­nen Erkennt­nis­se sol­len für eine Erpro­bungs­li­nie für die mit­tel­ska­li­ge Pro­duk­ti­ons­for­schung und eine Fer­ti­gungs­li­nie zur groß­ska­li­gen Bat­te­rie­zell­pro­duk­ti­on genutzt wer­den, die in einem wei­te­ren Gebäu­de — der „FFB Fab“ — ab dem Jahr 2025 ein­satz­be­reit sein soll.

F&E‑Anlage mit Disper­gier­sys­tem YSTRAL Batt-TDS

Das Kern­ele­ment der von ystral in der FFB Pre­Fab instal­lier­ten Anla­ge wird die Maschi­ne YSTRAL Batt-TDS Navi sein, ein Disper­gier­sys­tem für die Her­stel­lung von Lithi­um-Ionen-Elek­tro­den-Slur­ries mit Ansatz­grö­ßen bis zu 12 Liter, das spe­zi­ell für F&E‑Zwecke ent­wi­ckelt wur­de und eine Rea­li­sie­rung des gesam­ten Slur­ry-Misch­pro­zes­ses inner­halb weni­ger Minu­ten ermöglicht.

„Die YSTRAL Batt-TDS saugt Pul­ver­stof­fe staub­frei unter Vaku­um in einen Flüs­sig­keits­strom ein und ermög­licht dadurch eine Disper­gie­rung der Pul­ver­par­ti­kel inner­halb von Mil­li­se­kun­den“, so ystral-Geschäfts­füh­rer David Man­ke, der die Ent­wick­lung der Batt-TDS von Beginn an mit­ge­stal­tet hat. „Die Disper­gie­rung von poly­me­ren Bin­de­mit­teln, leit­fä­hi­gen Koh­len­stof­fen und abra­si­ven Aktiv­ma­te­ria­li­en wird dabei ent­spre­chend ihrer spe­zi­fi­schen phy­si­ka­li­schen Eigen­schaf­ten und Struk­tu­ren angepasst.“

Neben der Batt-TDS Navi ist die YSTRAL Batt-TDS noch in drei wei­te­ren Bau­grö­ßen für mit­tel- und groß­ska­li­ge Fer­ti­gungs­pro­zes­se für Katho­den- oder Anoden-Slur­ries mit einer Kapa­zi­tät von bis zu 5.000 Liter pro Stun­de verfügbar.

Zur ystral-Anla­ge in der FFB Pre­Fab gehört neben der YSTRAL Batt-TDS Navi auch Hand­ling­s­e­quip­ment für die Ver­ar­bei­tung der pul­ver­för­mi­gen Roh­stof­fe. In einem Iso­la­tor kön­nen Säcke mit Gefahr­stof­fen wie NMC sicher geöff­net und die pul­ver­för­mi­gen Roh­ma­te­ria­li­en ver­wo­gen wer­den. Über einen ange­dock­ten Pul­ver­trich­ter wer­den die Pul­ver­stof­fe dann ohne Umge­bungs­kon­takt der Batt-TDS zuge­führt. Teil der ystral-Anla­ge ist zudem eine fle­xi­bel erwei­ter­ba­re Steue­rung, die eine Anbin­dung an über­ge­ord­ne­te Steue­rungs­sys­te­me der For­schungs­fer­ti­gung erlaubt. Kom­plet­tiert wird die F&E‑Anlage durch meh­re­re fahr­ba­re Puf­fer­be­häl­ter mit instal­lier­tem Mischer und einem Fas­sungs­vo­lu­men von bis zu 50 Litern.

„Gro­ße Chan­ce für den Indus­trie­stand­ort Deutschland“

Nach der­zei­ti­ger Pla­nung wird ystral in der For­schungs­fer­ti­gung in Müns­ter ab Ende 2023 die ers­ten Tests von Bat­te­rie­her­stel­lern beglei­ten und mit Schu­lun­gen und Semi­na­ren vor Ort prä­sent sein.

„Das Pro­jekt For­schungs­fer­ti­gung Bat­te­rie­zel­le ist eine sehr gro­ße Chan­ce für den Indus­trie­stand­ort Deutsch­land, um bei einer Schlüs­sel­tech­no­lo­gie des 21. Jahr­hun­derts Vor­rei­ter zu wer­den, Abhän­gig­kei­ten in der Lie­fer­ket­te zu ver­mei­den und einen neu­en Stan­dard für eine nach­hal­ti­ge und ener­gie­ef­fi­zen­te Bat­te­rie­pro­duk­ti­on zu set­zen“, so Man­ke. „Wir freu­en uns, die­se Ent­wick­lung mit unse­ren Misch- und Disper­gier­tech­no­lo­gien mit­ge­stal­ten zu können.“