Pro­jekt zur Qua­li­täts­si­che­rung in Batteriezellfertigung

Mit BST, einer der füh­ren­den Anbie­ter von Quali­täts­si­che­rungs­sys­te­men und Toch­ter der elexis, führt die Fraun­ho­fer-Ein­rich­tung For­schungs­fe­ri­gung Bat­te­rie­zel­le FFB ab sofort das Pro­jekt »Inli­ne Qua­li­täts­si­che­rung in der Bat­te­rie­zell­fer­ti­gung (InQuBa­tor)« durch. Das Ziel: die posi­ti­ons­ge­naue Auf­nah­me von Qua­li­täts­da­ten beim Trock­nungs- und Beschich­tungs­pro­zess der Elek­tro­den­fer­ti­gung. Die­ses Ver­fah­ren ermög­licht eine durch­gän­gi­ge Rück­ver­folg­bar­keit rele­van­ter Qua­li­täts­pa­ra­me­ter der Elek­tro­de im bahn­för­mi­gen Beschich­tungs­pro­zess. Fraun­ho­fer FFB nutzt die­se Daten für die Ent­wick­lung eines Digi­ta­len Zwil­lings der Batteriezelle.

BST bringt zu die­sem Zweck ein Kame­ra­sys­tem, einen Laser­mar­kie­rer und Lese­ein­hei­ten in die Beschich­tungs- und Trock­nungs­an­la­ge der Fraun­ho­fer FFB ein. Die­ses Sys­tem soll etwai­ge Feh­ler in der beschich­te­ten Folie der Elek­tro­de erken­nen. Dadurch las­sen sich die Foli­en­ab­schnit­te, die einer bestimm­ten Bat­te­rie­zel­le zuzu­ord­nen sind, zurück­ver­fol­gen. Dar­über hin­aus wer­den die dabei gene­rier­ten Daten mit rele­van­ten Daten aus dem Misch­pro­zess und ande­ren Daten­quel­len des Beschichters ver­knüpft und dem jewei­li­gen Foli­en­ab­schnitt zuge­ord­net. Die Mess­ergeb­nis­se die­nen der BST zur Wei­ter­ent­wick­lung ihres Qua­li­täts­si­che­rungs­sys­tems und tra­gen maß­geb­lich zur Ent­wick­lung des Digi­ta­len Bat­te­rie­zell-Zwil­lings der Fraun­ho­fer FFB bei.

CEO Dr. Rolf Mer­te erklärt: »Durch die Koope­ra­ti­on mit der hoch ange­se­he­nen Fraun­ho­fer FFB sind wir im Epi­zen­trum einer rasan­ten Markt­ent­wick­lung: dem Bat­te­rie­markt. For­schung und Ent­wick­lung vor­an­brin­gen, Refe­ren­zen und Allein­stel­lungs­merk­ma­le schaf­fen und Pro­duk­ti­ons­lö­sun­gen ent­wi­ckeln sind die Zie­le, die wir nun gemein­sam ange­hen. ‚InQuBa­tor‘ ist ein ein­zig­ar­ti­ges Pro­jekt, von dem bei­de Part­ner pro­fi­tie­ren werden.«

Bei einem Kick-off-Ter­min in Müns­ter leg­te das Team der Fraun­ho­fer FFB und BST  die Road­map für das Pro­jekt »InQuBa­tor« fest. v.l.n.r.: Mar­kus Eck­stein (Wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter, Fraun­ho­fer FFB), Frank Gel­har (Mecha­ni­cal Design, BST), Dani­el Söke­feld (Auto­ma­ti­on Engi­neer, BST), Vere­na Gebau­er (Stra­te­gic Purcha­ser, BST), Jan Jost­mei­er (Pro­duct Mana­ger, BST), Chris­ti­an Loh­mei­er (Pro­duct Deve­lo­p­ment, BST), Tho­mas Acker­mann (Wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter, Fraun­ho­fer FFB), Alex­an­der Kies (Wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter, Fraun­ho­fer IPT), Cars­ten Voll­b­ring (Pro­ject Mana­ger, BST), Flo­ri­an Kor­te­kamp (Pro­ject & Busi­ness Deve­lo­p­ment Mana­ger, BST), Fabi­an Kux (Wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter, Fraun­ho­fer FFB), Bernd Buning (Tech­ni­sches Manage­ment, Fraun­ho­fer FFB). Bild: Fraun­ho­fer FFB

Im Pro­jekt »InQuBa­tor« wer­den somit anwen­dungs­ori­en­tiert Pro­duk­ti­ons­lö­sun­gen und Feh­ler­erken­nun­gen auf der beschich­te­ten Folie und für die über­ge­ord­ne­te Rück­ver­folg­bar­keit ent­wi­ckelt. Fraun­ho­fer FFB stellt im Zuge die­ser Wei­ter­ent­wick­lung ihre Fer­ti­gungs­an­la­gen für Ska­lie­rungs­ver­su­che zur Ver­fü­gung, so dass das Sys­tem im Pro­duk­ti­ons­be­trieb vali­diert wer­den kann. Die Pro­duk­ti­ons­lö­sung ermög­licht auf die­sem Wege eine zell­ge­naue Nach­voll­zieh­bar­keit von Ursa­che-Wir­kungs­zu­sam­men­hän­gen im Pro­zess. Dar­über hin­aus ebnet die posi­ti­ons­ge­naue Mar­kie­rung den Weg für eine künf­ti­ge adap­ti­ve Pro­zess­steue­rung für nach­fol­gen­de Prozessschritte.

Pro­fes­sor Jens Tüb­ke, geschäfts­füh­ren­der Lei­ter der Fraun­ho­fer FFB, ergänzt: »Mit BST haben wir einen wert­vol­len Pro­jekt­part­ner gewon­nen, der uns dabei unter­stützt, bereits im frü­hen Sta­di­um der Bat­te­rie­zell­pro­duk­ti­on die Pro­dukt­qua­li­tät opti­mie­ren zu kön­nen. Die gewon­ne­nen Kennt­nis­se wer­den für den Auf­bau unse­rer wei­te­ren Pro­duk­ti­ons­an­la­gen – digi­tal und ana­log – sehr wert­voll sein.«