Fraunhofer ITWM startet Projekt zur Optimierung der Batteriealterung

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) fokussieren sich mit neuen Technologien auf das Batterieverhalten beim Laden und Entladen, die Optimierung der Batterieproduktion und die Alterung von Batterien.

Im Forschungsprojekt nutzen die Forscher moderne Simulationswerkzeuge und innovative Messtechniken, um die Weiterentwicklung von Batteriezellen für Elektroautos voranzutreiben. Die Ergebnisse werden auf der Battery Show Europe 2025 vom 3. bis 5. Juni in Stuttgart mit einem Exponat zur Inline-Schichtdickenmessung von Batteriefolienbeschichtungen vorgestellt.

Dabei nehmen die Forscher insbesondere die Elektrodenkomponente der Zelle in den Blick, die sie als zentrales Bauteil der Batterie bezeichnen, das „entscheidenden Einfluss auf das Verhalten der gesamten Batteriezelle“ hat. Durch den Einsatz der Simulationssoftware BEST des Fraunhofer ITWM können die Forscher die dreidimensionale Mikrostruktur der Elektroden detailliert simulieren, schreiben die Forscher in der Pressemitteilung.

„Wir können damit Vorhersagen treffen, wie sich die Zelle beim Laden und Entladen verhält und anschließend gezielt optimieren, um die Leistung und Effizienz der Batterie zu verbessern“, erklärt Dr. Jochen Zausch, Teamleiter Elektrochemie und Batterien beim Fraunhofer ITWM in Kaiserslautern.

Das Projekt befasst sich nicht nur mit dem Alterungsverhalten von Batterien nach der Produktion, sondern auch mit der Verbesserung der Herstellungsprozesse von Batterien. Im Rahmen des von der Landesregierung von Rheinland-Pfalz geförderten Projekts „Digitalisierung der Batteriezell-Produktion zur Erstellung eines Batteriezwillings für die gesamte Produktlebensdauer“, kurz DiBaZ, ist ein zentraler Aspekt die Simulation und Optimierung der zentralen Schritte bei der Herstellung von Batterien, wie z.B. das Kalandrieren der Elektroden, die Elektrolytbenetzung und die Batteriezellenbildung oder die Schaumverkapselung von Zellen innerhalb von Modulen zur Isolation. Im Projekt wird für jeden Prozessschritt der Batterieproduktion ein digitaler Zwilling eingesetzt.

„Durch die Arbeiten in diesem Projekt können wir unseren Industriepartnern Methoden und Modelle anbieten, die nicht nur Prozesse aus der Batterieproduktion simulieren, sondern auch eine zerstörungsfreie Qualitätskontrolle ermöglichen sowie Energiemanagement mit prädiktiver Regelung beinhalten“, erklärt Dr. Konrad Steiner, Koordinator des Projekts.

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