Neues PEM-Projekt „CellLab“ soll Batterieproduktion verbessern

Die Elektromobilität steht und fällt mit der Leistungsfähigkeit ihrer Batterien – und diese wiederum mit der Qualität ihrer Produktion. Um diese entscheidend zu verbessern, startet der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen unter dem Namen „CellLab“ ein neues Forschungsprogramm.

Das „CEllLab“ soll die Verbindung zwischen Produktionsprozessen und Batterieleistung in den Fokus nehmen. Ziel ist der Aufbau einer modernen Analytik-Infrastruktur, die präzise Einblicke in die gesamte Fertigungskette erlaubt und neue Standards in der Qualitätssicherung setzt.

Gefördert vom Land Nordrhein-Westfalen, wird im Rahmen von „CellLab“ ein Labor errichtet, das die reproduzierbare und sichere Nutzung modernster Messinstrumente gewährleistet. Es wird in die bestehende Forschungsplattform „CellFab“ integriert – einer industrienahen, prototypischen Produktionslinie für Batteriezellen. Bereits heute deckt „CellFab“ die komplette Prozesskette von der Elektrodenfertigung bis zur Zellfinalisierung ab. Nun wird diese Infrastruktur um hochentwickelte „In-Process“-Sensoren und „Post-Process“-Analysetools erweitert, die während und nach der Produktion wertvolle Daten zur Material- und Produktqualität liefern.

„Mit CellLab schaffen wir die Voraussetzungen für datengetriebene Innovationen in der Batteriefertigung“, erklärt PEM-Leiter Prof. Achim Kampker. Besonders im Fokus stehen kleine und mittlere Unternehmen (KMU), denen häufig die Mittel für eigene Hightech-Analytik fehlen. Sie sollen künftig von den Ergebnissen des Projekts profitieren, etwa durch die Möglichkeit, auf Labordaten und Analysen zuzugreifen und ihre eigenen Fertigungsprozesse darauf basierend zu optimieren.

Ein zentrales Ziel ist es, durch die Verknüpfung von Labordaten und Produktionsdaten bislang unerkennbare Fehlerquellen zu identifizieren und so die Effizienz der Fertigung zu steigern. „Produktionsdaten allein reichen oft nicht aus, um umfassende Modelle – etwa für den Kalandrierprozess – zu entwickeln“, betont Prof. Heiner Heimes, Mitglied der PEM-Leitung. Die neue Analytik-Infrastruktur ermögliche es, bislang verborgene Eigenschaften von Ausgangsmaterialien, Zwischenprodukten und fertigen Zellen in einer kontrollierten Umgebung zu analysieren. Damit ließen sich präzisere Vorhersagen über Zellperformance treffen – ein entscheidender Schritt hin zu einer optimierten Produktion.

Der PEM-Lehrstuhl ist eine der führenden Einrichtungen zur Elektromobilität in Deutschland. Lehrstuhlinhaber Achim Kampker gehörte einst zu den Gründern von StreetScooter, dem in Kooperation mit der Deutschen Post entstandenen E-Transporter. Das PEM war zuletzt u.a. an dem Projekt „InForm“ beteiligt, das einen KI-gestützten Prozess entwickelt hat, der eine deutlich frühere Optimierung und Beurteilung von Batteriezelleigenschaften als bisher erlauben soll. Für einiges Aufsehen sorgte zudem eine PEM-Studie zu Potenzialen einer Feststoffakku-Industrie in Europa.

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