Battery LabFactory Braunschweig
| Battery Labfactory Braunschweig | |
|---|---|
| |
| Gründung | 2008 |
| Ort | Braunschweig |
| Bundesland | Niedersachsen |
| Land | Deutschland |
| Website | www.tu-braunschweig.de/forschung/zentren/nff/batterylabfactory |
Die Battery LabFactory Braunschweig (BLB) ist eine Forschungseinrichtung der Technischen Universität Braunschweig. Als Besonderheit in der deutschen Universitätslandschaft bildet die in das Niedersächsische Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) integrierte BLB eine vollständige Prozesskette mit Fertigungsanlagen für Lithium-Ionen-Akkumulatoren in einem Raum-in-Raum-Konzept ab.
In der BLB werden die seit 2008 an der Technischen Universität Braunschweig vorhandenen Kompetenzen in der Batterietechnik von sieben Instituten aus der Verfahrens- und Produktionstechnik, der Elektrotechnik, der Konstruktionstechnik und Chemie unter Mitwirkung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in einer Forschungseinrichtung für Lithium-Ionen-Batterien gebündelt. Im Fokus stehen der Entwicklung stehen neue Herstellungsprozesse für Lithium-Ionen-Akkumulatoren sowie von Fertigungsprozesse wie beispielsweise für Festkörperakkumulatoren oder auch Lithium-Schwefel-Akkumulatoren.
Gegründet wurde die BLB 2008. Aufgrund der dezentralen Lage der Labore war es erforderlich ein neues Forschungslabor zu errichten. Baubeginn war 2014, Eröffnung und Inbetriebnahme der neuen Forschungseinrichtung erfolgte im Juni 2015 durch die Nieders. Ministerin für Wissenschaft und Kultur, Dr. Gabriele Heinen-Kljajić[1]. Vier Millionen Euro sind über ein EFRE-Projekt des Landes Niedersachsen mit Mitteln der Europäischen Union und Eigenmitteln der TU Braunschweig in das Forschungszentrum für Batterietechnik investiert worden. Weitere fünf Millionen Euro hat die TU Braunschweig selbst aufgebracht und über eingeworbene Projektmittel des Bundes zur Herrichtung des Gebäudes und zur Finanzierung von Anlagen eingeworben. Insgesamt sind bis Ende 2015 Fördermittel von über 10 Millionen Euro in Projekte der BLB geflossen.[2]
Inhaltsverzeichnis
Forschungskonzept[Bearbeiten]
Die BLB untersucht nicht nur die Batteriezellproduktion, sondern den gesamten Lebenszyklus einer Batterie:
- Materialherstellung und -konditionierung
- Elektroden-, Zell-, Modul- und Systementwicklung und -fertigung
- Erfassung, Modellierung und Bewertung aller Energie- und Stoffströme
- Integration und Nutzung im Fahrzeug,
- Recycling der Batteriesysteme[3]
- Rückführung der Wertstoffe in den Kreislauf
In der BLB werden Prozesse im Technikumsmaßstab für Materialsysteme entwickelt und verschiedene Konzepte wie die Prozessadaption verfolgt, beispielsweise Hochenergieanoden durch Siliziumkomposite, oder die Prozesssubstitution, beispielsweise bei Feststoffelektrolytsystemen. In der 1.000 m² großen Forschungseinrichtung, welche im Juni 2015 in Betrieb genommen wurde, werden dabei produktions- und prozesstechnische Fragestellungen in den jeweiligen Laboren in jedem Prozessschritt untersucht, Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen entwickelt, Energie- und Stoffströme bewertet und die Anlagen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern optimiert.
Vernetzung[Bearbeiten]
Die BLB ist unter anderem Teil der bestehenden Forschungsverbünden GEENI und FABENO. Das Graduiertenkolleg Energiespeicher und Elektromobilität Niedersachsen (GEENI)[4] widmet sich der Frage, wie Mobilität ohne fossile Brennstoffe gewährleistet werden kann.
FABENO ist der Kurzname der Forschungsallianz Batterie & Elektrochemie Norddeutschland e. V. Der Verbund will wesentlich zum Ziel des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität der Bundesregierung beitragen.[5] Die BLB ist ebenfalls Mitglied im Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterien (KLiB).
Forschungsprojekte seit 2008[Bearbeiten]
In zahlreichen überregionalen Projekten arbeitet die Battery LabFactory der TU Braunschweig mit ca. 50 verschiedenen nationalen Industrieunternehmen zusammen.
- SafeBatt[6] – Aktive und passive Maßnahmen für eigensichere Lithium-Ionen Batterien (BMBF – Leuchtturmprojekt))
- Insider – Entwicklung einer Metallfreien Dual-Ionen Technologie für den stationären Anwendungsmarkt (BMWi – Leuchtturmprojekt)
- Akuzil – Verfahrenstechnische Entwicklung von Elektrodenherstellprozesses für Zink-Luft Batterien
- iFaab – Integriertes Fertigungskonzept für advanced automotive Batteries (iFaaB)
- ALIVE[7] – Leichtbau Batteriesystem (EU-FP7)
- Lithorec II [8] – Recycling von Lithium-Ionen Batterien (BMU – Leuchtturmprojekt)
- FleetsGoGreen – Flottenmanagement (BMU)
- SPP 1599 | eCooling – Innovative Batteriekühlung (DFG)
- Schaufenster Elektromobilität Mobil4e
- SProTrak (BMWI)
- FlexBatt (AiF)
- SOH Diagnose (AiF)
Die Forschungsergebnisse werden seit 2008 regelmäßig auf Fachkongressen [9], in Fachkreisen [10], Messen und internationalen Symposien[11] [12] vorgestellt und in Fachmagazinen [13] veröffentlicht.
Mitglieder der Battery LabFactory Braunschweig[Bearbeiten]
Das Konsortium der BLB setzt sich aus verschiedenen Instituten der TU Braunschweig, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt sowie diversen Industriepartnern zusammen.
- Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik
- Leitung: Ulrike Krewer
- Forschungsfelder: Modellierung und Simulation von elektrochemischen Energiespeichern, Elektrochemische, insbesondere dynamische Charakterisierung und Zustandsbestimmung
- Institut für Füge- und Schweißtechnik
- Leitung: Klaus Dilger
- Forschungsfelder: Trennende und fügende Fertigungsverfahren für Elektroden, Batteriezellen und Batteriemodule
- Institut für Hochspannungstechnik und elektrische Energieanlagen
- Leitung: Michael Kurrat
- Forschungsfelder: Elektrotechnische Fragestellungen für Komponenten der Elektromobilität (Batteriezellen, DC-Schalter, Ladesysteme, elektrische Isolationstechnik)
- Institut für Konstruktionstechnik
- Leitung: Thomas Vietor
- Forschungsfelder: Konstruktionsmethodik, Modellierung und Simulation für Batteriezellen und Batteriemodule
- Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie
- Leitung: Uwe Schröder
- Forschungsfelder: Elektrochemische Charakterisierung von Batteriezellen
- Institut für Partikeltechnik
- Leitung: Arno Kwade
- Forschungsfelder: Partikelvorbehandlung, Misch- und Dispergiertechnik, Beschichtungsprozesse, Kalandrierverfahren, Simulation (diskrete Elemente, partikelbasiert), Recycling
- Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
- Leitung: Klaus Dröder, Christoph Herrmann
- Forschungsfelder: Fertigungstechnologien und Prozessautomatisierung für Batteriezellen und Batteriemodule (z.B. Elektrodenpackaging, Zelleinhausung, Modulmontage). Nachhaltige Produktion und Life Cycle Engineering.
- Physikalisch-Technische Bundesanstalt
- Bereichs-Leitung: Steffen Seitz
- Forschungsfelder: Referenzmessplatz zur Bestimmung des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien
Weblinks[Bearbeiten]
- Website
- Erwähnung im Internationalen Fachspezifischen Newsletter
- Erwähnung im Fachmagazin Maschinenmarkt
Einzelnachweise[Bearbeiten]
<references> [9]
- ↑ Auszug Pressemeldung Innovations Report (en)
- ↑ Auszug Pressemeldung Springer Professional
- ↑ Auszug dazu als Bericht im Spiegel
- ↑ Projektbeschreibung GEENI
- ↑ Auszug Pressemitteilung FABENO (PDF-Datei)
- ↑ Projekthomepage SafeBatt
- ↑ Projekthomepage ALIVE Partnerüberischt
- ↑ Projekthomepage Lithorec II
- ↑ 9,0 9,1 Fachvortrag
- Mario Wagner: Corrosion-resistant, electrical conductive adhesives for fuel cell and battery purposes. In: Kraftwerk Batterie 2013. Abgerufen am 26. Februar 2015.
- Arno Kwade: Processing and Structuring of Battery Electrodes. In: Kraftwerkk Batterie 2013. Abgerufen am 26. Februar 2015.
- Torsten Funck: Reference impedance for the validation of EIS analyzers. In: Kraftwerk Batterie 2014. Abgerufen am 25. Juni 2014.
- Christian Hanisch: Recycling of LIB: A new Separation Process for Lithium Ion Electrode Compounds. In: Kraftwerk Batterie 2014. Abgerufen am 1. September 2015.
- Wolfgang Haselrieder,: Calendering of electrodes in pilot-scale and structrural investigation. In: Kraftwerk Batterie 2014. März 2014, abgerufen am 1. August 2015.
- C. Hanisch, J. Diekmann, T. Loellhoeffel, W. Haselrieder, A. Kwade: Recycling of Lithium-Ion Batteries: A new separation method for battery electrodes. In: Electrochemical Society, Cancun, Mexiko. Oktober 2014, abgerufen am 15. September 2015.
- J. Schmitt, F. Treuer, F. Dietrich, K. Dröder, A. Raatz, T.-P. Heins, U. Schröder, U. Westerhoff, M. Kurrat: Coupled Mechanical and Electrochemical Characterization Method for Battery Materials. In: IEEE International Conference on Energy Conversion (CenCon), Johur Bahru, Malaysia. , abgerufen am 15. September 2015.
- ↑ VDMA Jahrestagung Batterieproduktion 2014
- ↑ siehe AABC 2013
- ↑ Vortrag auf der Electrochemical Society, Cancun Mexiko
- ↑ 13,0 13,1 Publikationen:
- J. Schmitt, A. Raatz: Failure Mode Based Design and Optimization of the Electrode Packaging Process for Large Scale Battery Cells,. In: Advanced Materials Research, Trans Tech Publications, Switzerland. Ausgabe 907, 2014, S. 309–319.
- J. Schmitt; A. Raatz, D. Franz, K. Dröder, J. Hesselbach: Process and performance optimization by selective assembly of battery electrodes. In: Journal CIRP Annals - Manufacturing Technology. Vol. 63, Nr. 1, 2009, S. 9–12.
- C. Hanisch, J. Diekmann, A. Stieger, W. Haselrieder, A. Kwade: Recycling of Lithium-Ion Batteries. In: Handbook of Clean Energy Systems, Wiley. 2014.
- S. Krüger, C. Hanisch, A. Kwade, M. Winter, S. Nowak: Effect of impurities caused by a recycling process on the electrochemical performance of Li[Ni0.33Co0.33Mn0.33]O2. In: Journal of Electroanalytical Chemistry. Volume 726, 2014, S. 91–96.
