FormEL - Ermittlung von Prozess-Qualitäts-Beziehungen für die Zellformierung und des End-of-Line Tests zur funktionsintegrierten Gesamtprozessoptimierung

Ziel des Forschungsvorhabens zur Ermittlung von Prozess-Qualitäts-Beziehungen für die Zellformierung und des End-of-Line Tests zur funktionsintegrierten Gesamtprozessoptimierung (FormEL) ist die Optimierung und Zusammenführung der finalen Produktionsschritte von Lithium-Ionen-Batteriezellen.
Herkömmliche Formierungen und End-of-Line-Tests (EOL-Tests) dauern mehrere Stunden bis zu mehrere Tage. In FormEL werden state-of-the-art Prozeduren der Formierung und des EOL-Tests hinsichtlich Zeit, Kosten und Qualität verbessert. Durch das Projekt sollen die Wechselwirkungen zwischen der Formierprozedur und dem EOL-Test in Bezug zur resultierenden und diagnostizierten Zellqualität ermittelt werden. Diese Prozess-Qualitäts-Beziehungen werden zur Entwicklung detaillierter Modelle und Optimierung der beiden Prozessschritte, mit dem Ziel einer funktionsintegrierten Zusammenführung, genutzt.

Dafür ist es im Projekt FormEL notwendig, Modelle zur Analyse von Prozess-Qualitäts-Beziehungen aufzubauen. Die Modelle müssen Formierprozess sowie Zellqualitätsparameter aus dem EOL-Test abbilden können. Zum Vergleich werden industrienahe Referenzprozesse für Formierung und EOL-Test herangezogen und diese weiterentwickelt, bzw. neue Methoden und Ansätze für Formierung und EOL-Test verfolgt. Nach erfolgreicher Validierung werden die neuen Methoden und Ansätze in einem ersten Warenträger umgesetzt und die Formierung mit dem EOL-Test funktionsintegriert zusammengeführt.

Durch die optimierte Formierung inklusive EOL-Test kann die Zellqualität gesteigert werden, indem z.B. die Ausschussrate reduziert wird. Weiter kann sowohl die Prozesszeit als auch die Prozesskosten verringert werden und die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses erhöht werden.

Projektpartner

Das Projekt FormEL ist im Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion (ProZell) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung angesiedelt. Projektpartner sind das Institut elenia der TU Braunschweig, das Institut PEM der RWTH Aachen, die Universität Bayreuth und das MEET Batterieforschungszentrum der Universität Münster.

Danksagung

Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen 03XP0296D) gefördert.
Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

Projekt Mitglieder
Roth, Thomas; M.Sc. +49 (89) 289 - 26972 thomas.roth@tum.de Raum 1019 Portrait