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Anlauf zur Volumenproduktion

Entwicklung
Anlauf zur Volumenproduktion

Zellfertigung | Im Rennen um Marktanteile in der Elektromobilität muss Deutschland auf Entwicklung und Volumenproduktion setzen. Maschinenbau und Forscher setzen jetzt ein deutliches Zeichen. §

Autor: Dietmar Kieser

Im Straßenverkehr kaum sichtbar, hat die Elektrifizierung des Antriebstrangs im Automobil inzwischen längst Einzug gehalten. Wo Verbrenner draufsteht, steckt immer öfters Elektromobilität drin. Von Start-Stopp-Systemen über Rekuperation, Range Extender und Plug-in-Hybriden bis zu Fahrzeugen mit rein Batterie- und Brennstoffzellen-gestützten Elektroantrieben reicht die Ausprägung.

In den kommenden Jahren werden die Elektrifizierung des Antriebsstrangs und der Trend zum automatisierten Fahren sowie die IT-Vernetzung und neue Energieketten das Spiel für die Mobilitätsindustrie grundlegend und dauerhaft ändern, ist sich Franz Loogen sicher. Allerding sei der Weg zum Erfolg kein Selbstläufer, warnt der Geschäftsführer der Landesagentur für Elektromobilität und Brennstoffzellentechnologie Baden-Württemberg (E-mobil BW). „Es wird in Deutschland nicht genügen, nur daran zu forschen, was uns in den letzten Jahren sehr gut gelungen ist. Entwicklung braucht auch Produktion“, sagte Loogen auf der Kongressmesse „World of Energy Solutions“. Das Feld der Zellfertigung im großen Maßstab dürfe nicht anderen Regionen der Welt überlassen werden.
Heute kurz vor dem Markthochlauf werde es darauf ankommen, „die Schwelle von Insel-Innovationen zu überschreiten und hochkomplexe Gesamtlösungen anbieten zu können“. Richtung und Orientierung hätte hier die hier Stuttgarter Leistungsschau mit der Fachmesse Battery+Storage gegeben. Sie biete vor allem, sekundiert Peter Haan, der Produktionsseite – und damit dem Maschinenbau – eine Plattform für die Präsentation der neuesten Technologien. Schließlich hätten die Maschinenbauer, so der Sprecher des Lenkungskreises VDMA Batterieproduktion, die Zellproduktion genau im Blick. Von Seiten der Forschung, des Technologiewissens und vom Know-how her hätte man gute Karten, diese in Deutschland aufzubauen.
Zumal der deutsche Maschinenbau in der Lage ist, eine Zelle in Form der automobiltauglichen Lithium-Ionen-Batterie komplett seriennah zu produzieren. Am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Ulm haben Maschinenbauer im Schulterschluss mit Wissenschaftlern dafür Fakten geschaffen. Forschungsministerin Johanna Wanka gab neulich den Startschuss für eine neue vorwettbewerbliche Forschungsplattform.
Auf der Hightech-Produktionsanlage wollen führende deutsche Industrieunternehmen entsprechende Verfahren entwickeln, bis hin zur seriennahen Produktion großer Lithium-Ionen-Akkus. Dabei würden „direkt die Blaupausen für die kommerzielle Fertigung generiert“, betonte ZSW-Vorstand Prof. Dr. Werner Tillmetz. Von der Herstellung der Elektrodenpasten bis vollautomatischen Formierung der Zellen. Die Anlagenausrüstung hat der Bund mit 25,7 Mio. Euro gefördert, mit 6 Mio. Euro bezuschusste das Land Baden-Württemberg die dafür nötige Gebäudeerweiterung. Die in Ulm erstmals mögliche doppelseitige Beschichtung der Folien ist für Siemens-Manager Peter Haan „ein großer Schritt nach vorn“. Mit der erreichten Qualität werde sich der deutsche Maschinenbau erheblich von chinesischen Wettbewerbern differenzieren. Im Wettrennen um die Teilnahme auf dem Weltmarkt könnten sich die Unternehmen mit den Themen Präzision und Qualität absetzen. Zudem wolle die Branche auch dort Geschäfte machen, wo die asiatische Konkurrenz zuhause sei.
Dennoch sind alle Aufgaben noch nicht erledigt. Die Batteriefertigung im industriellen Maßstab setzt hohe Hürden. Mit „Kosten senken, Qualität steigern und Mengenziele erreichen“, umreißt Haan die Herausforderungen. Da es um Fragen geht, wie sich der Output der eingesetzten Materialien weiter steigern lässt, sind Maschinenbauer besonders gefragt.
Roadmap: Forschungsbedarf für 15 Kernbereiche
Deshalb hat der VDMA 15 strategische Innovationsfelder in der Produktion von Hochvolt-Batterien definiert und sie in seiner „Roadmap Batterie-Produktionsmittel 2030“ benannt. Diese Herausforderungen müsse der deutsche Maschinen- und Anlagenbau bis in 15 Jahren lösen, um das Ziel der Kostenreduktion bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung wirklich zu erreichen, sagte VDMA-Lenkungskreis-Sprecher Peter Haan. Als größte Herausforderungen gelten die Prozessstabilität bei gleichzeitiger Erhöhung des Produktionsdurchsatzes, die Skalierbarkeit auf die Volumenproduktion, die Nachhaltigkeit sowie die Qualitätssteigerung bei gleichzeitiger Kostensenkung.
Zudem nennt die Roadmap wichtige Voraussetzungen, um den deutschen Batterie-Maschinenbau wettbewerbsfähig zu machen. Darunter „Pilotlinien, der Zugang zu internationalen Großprojekten und die Fähigkeit, komplette Linien anzubieten“, sagte Haan.
Über Aktionen wie diese wird sich die Batterie von der Achillesferse zum Treiber der E-Mobilität wandeln. Hierfür muss der Akku von der Kapazität und Ladedauer als auch von den Kosten her im Alltagsbetrieb einsetzbar sein. •
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