Battery LabFactory Braunschweig (BLB)

Mobilität ist ein globales Zukunftsthema.
Zunehmende Internationalisierung, Anstieg der Weltbevölkerung, demografische Veränderungen und steigende Urbanisierung erhöhen das Verkehrsaufkommen und führen weltweit zu veränderten Mobilitätsbedürfnissen. Das Thema Elektromobilität hat in diesem Zusammenhang nicht nur in Deutschland deutlich an Fahrt aufgenommen. Damit sich Elektromobilität langfristig durchsetzen kann, müssen aber vor allem die Batteriekosten erheblich sinken. Industrie und Forschung müssen an einem Strang ziehen. Die Battery LabFactory Braunschweig (BLB) bietet dafür Rahmenbedingungen und Kompetenzen, um grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von Batterien im Zusammenhang mit deren Herstellung zu erlangen und dieses Wissen in die Praxis zu übertragen.

Lithium-Ionen Batterien

Li-Ionen Batterien gelten als Schlüsseltechnologie für die Einführung und den Marktdurchbruch der Elektromobilität, aber auch als ein wichtiges Element der Energiewende. Mit der steigenden Bedeutung und Verbreitung von Lithium-Ionen-Batterien wächst die Notwendigkeit, neue und bessere Verfahren zur Elektrodenproduktion, Diagnose, Charakterisierung und zum Recycling von Lithium-Ionen-Batteriezellen und deren Komponenten entlang der Wertschöpfungskette zu entwickeln. In der systematischen Untersuchung und Optimierung der Produktion von Batteriezellen steckt noch viel Potenzial. Hier setzten die Forschungsaktivitäten des iPAT bereits 2008 an.

Forschung in Braunschweig

An der Technischen Universität Braunschweig befasst sich die BLB als Forschungseinrichtung für die Batteriezellproduktion, gefördert durch das Land Niedersachsen, mit den drängenden Fragestellungen der Branche. Als Besonderheit in der deutschen Universitätslandschaft bildet die in das Niedersächsische Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) integrierte BLB die vollständige Prozesskette mit modernen Fertigungsanlagen für Lithium-Ionen-Batteriezellen in einem Raum-in-Raum-Konzept ab. (Bild 1: Überblick der BLB Wertschöpfungskette).

BLB_Wert_kreislauf

Die Rolle des iPAT

Die qualitätsbestimmenden Komponenten einer Batterie sind Elektroden, in denen die Energie gespeichert wird. Zur Herstellung solcher Elektroden müssen eine Vielzahl von qualitätsbestimmenden Prozessschritten, wie Materialvorbehandlung, Dispergierung, Beschichtung und Verdichtung durchlaufen werden. Die Herausforderungen liegen in diesem Fall unter anderem bei der Anpassung der Prozesse auf die zu verarbeitenden Materialien, der Erhöhung der Prozesseffizienz und Produktqualität sowie der Einsparung von Materialien. Das iPAT untersucht in verschiedenen Projekten Einflüsse, Abhängigkeiten und Auswirkungen der Prozesse auf die Elektrodeneigenschaften im Technikums- und Pilotmaßstab. So werden zum Beispiel moderne Verfahren zur Elektrodenstrukturbildung durch Partikelkonditionierung (Projekt Insider) und wissensbasierte Dispergierung (Projekt Geeni) untersucht. Auch die Gestaltung der Elektrodeneigenschaften durch die Untersuchung von Beschichtungs-, Trocknungs- und Verdichtungsprozessen (Projekt SProTrak und iFaaB) wird adressiert. Ergänzend wird das Verhalten von Batterien während der Nutzung (Projekt SafeBatt) in der BLB erforscht und geprüft, wie diese nach ihrem Ableben der Wertschöpfungskette durch geschickte Recyclingprozesse wieder zugeführt werden können (Projekt LithoRec II).

Forschung

In öffentlich geförderten Forschungsprojekten sowie in Industriekooperationen können in einer solchen Umgebung Komponenten, Prozesse, Materialien und Produkte entwickelt, charakterisiert und geprüft werden. Das Ziel der Kostenreduzierung bei erhöhter Performance und Sicherheit, Lebensdauererhöhung, Qualitätsoptimierung, Ressourceneffizienz und die spezifische Qualifizierung von Absolventen rücken so in greifbare Nähe und ermöglichen Partner aus Bund und Land, Forschungseinrichtungen sowie Industrie Gemeinschaftsforschung zu betreiben, ihre Wettbewerbsfähigkeit mit Unterstützung der Braunschweiger Forscher weiter auszubauen und am Standort Deutschland die Kompetenzen im Bereich Batterieproduktion zu stärken.


Verbundprojekte
MehrDimPart

Global Comminution Collaborative

DFG-Schwerpunktprogramm “Dynamische Simulation vernetzter Feststoffprozesse”


DFG-Schwerpunktprogramm “Kolloidverfahrenstechnik”

DFG-Schwerpunktprogramm “Partikel im Kontakt”

DFG-Forschergruppe “Mikropart”

Sonderforschungsbereich SFB 578 “Vom Gen zum Produkt”

BMU-Verbundprojekt “LithoRec”

“LiVe” Lithium-Verbundstrukturen

BMBF Innovationsallianz Lithium Ionen Batterie LIB 2015

GEENI – Graduiertenkolleg Energiespeicher und Elektromobilität Niedersachsen hier

Battery LabFactory Braunschweig hier