Die Herstellung von Batteriezellen erfolgt in vielen aufeinanderfolgenden Prozessschritten. Es wird gemischt, gerührt, beschichtet, gewalzt, geschnitten, gestapelt. Wie die Qualität des finalen Produkts verbessert werden und die Produktion kostengünstiger und umweltschonender ablaufen kann, daran arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei

ProZell
Der Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion, an dem auch das MEET Batterieforschungszentrum der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und das Helmholtz-Institut Münster (HI MS) des Forschungszentrums Jülichs beteiligt sind, wird seit 2016 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Damit die Forschungsergebnisse schnell in die industrielle Anwendung überführt werden, setzt ProZell verstärkt auf Wissenstransfer in die Industrie. In diesem Jahr fand die dritte Auflage des ProZell-Industrietags am 27. Oktober 2020 in einem digitalen Konferenzformat statt.

„Wir wollen mit der Forschung in ProZell intensiv zum BMBF-Dachkonzept ‚Forschungsfabrik Batterie‘ beitragen und eine international wettbewerbsfähige industrielle Produktion von Batteriezellen in Deutschland und Europa etablieren“, sagt Professor Arno Kwade, Sprecher des Kompetenzclusters ProZell und Leiter des Instituts für Partikeltechnik der Technischen Universität Braunschweig. „Wir demonstrieren schon heute, was im Labor- und Pilotmaßstab alles erfolgreich möglich ist. Jetzt gilt es, das Gelernte in die industrielle Nutzung zu überführen.“

Das Cluster fördert den Dialog zwischen allen beteiligten Akteuren aus Forschung und Wirtschaft durch die Organisation eines Industrietags, um weitere Kooperationen zu etablieren, industrielle sowie wissenschaftliche Anforderungen auszuloten und Forschungsergebnisse vorzustellen. Es konnte beispielsweise gezeigt werden, dass durch dickere Elektroden eine Erhöhung der Energiedichte in Batteriezellen erreicht werden kann. Einzelne Herstellungsprozesse konnten beschleunigt werden und führen damit zu einer Senkung der Produktionskosten. Darüber hinaus wurden neue Prozesstechnologien zur Herstellung von Elektroden präsentiert, die mit geringeren oder ganz ohne Lösungsmittel auskommen, Materialkosten einsparen und so den ökologischen Fußabdruck verbessern.

Forschung entlang des Wertschöpfungskreislaufs
„Das MEET und das HI MS sind mit mehreren Projekten an dem Kompetenzcluster beteiligt“, erklärt Prof. Dr. Martin Winter, Leiter des MEET Batterieforschungszentrums der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster sowie des Helmholtz-Instituts Münster des Forschungszentrums Jülich. „Mit unserer interdisziplinären, anwendungsnahen und ganzheitlichen Forschung bringen sich unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entlang des gesamten Wertschöpfungskreislaufs von Batteriezellen bei ProZell ein“, so Winter.

In ProZell arbeiten die MEET und HI MS Forscherinnen und Forscher arbeiten in folgenden Projekten:

• Optimierte Elektrodenstruktur und -dichte durch integrierte Auslegung von Misch- und Kalandrierprozessen (MiKal)
• Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehung für Befüllungs- und Wettingprozesse von großformatigen Lithium-Ionen-Batterien (Cell-Fill)
• Innovative Recyclingprozesse für neue Lithium-Zellgenerationen (InnoRec)
• Prälithiierung von Elektroden (PräLi).

Das Kompetenzcluster ProZell
Das lebendige ProZell-Netzwerk schafft in Zusammenarbeit mit dem BMBF, dem Kompetenznetzwerk für Lithium-Ionenbatterien (KLiB) und dem Managementkreis von ProZell erfolgreich Synergien zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Ziel ist es, die Grundlagen für eine leistungsstarke und kostengünstige Batteriezell-Produktion "Made in Germany" zu schaffen. Netzwerk-Partner sind die TU Braunschweig, das Karlsruher Institut für Technologie, die Hochschule Landshut, die TU Berlin, die TU Clausthal, die TU Bergakademie Freiberg, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt via des Helmholtz-Instituts Ulm, die Universität Ulm, die RWTH Aachen, die TU Dresden, die TU München, die WWU Münster via des MEET Batterieforschungszentrums Münster, die Fraunhofer-Gesellschaft und das Forschungszentrum Jülich via des Helmholtz-Instituts Münster.