Manugy, Matthews International, das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB und EAS Batteries optimieren und ein Direktextrusionsverfahren sowie das dazugehörige Anlagenkonzept vom Pilot- auf den industriellen Maßstab und ergänzen es mit effizienzsteigernden Innovationen – bis hin zu einer Technologie für die simultan beidseitige Direktbeschichtung der Elektroden.

Das Forschungsprojekt „SkaleD – Skalierung der extrusionsbasierten Direktbeschichtung“ wird mit rund 2,1 Millionen Euro aus den Mitteln des „Sondervermögen Klima- und Transformationsfonds“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt (Förderkennzeichen 03XP0631A-D). Das Gesamtvolumen beträgt 2,8 Millionen Euro. EAS Batteries koordiniert das Forschungsprojekt.

Skalierte Technologie – umweltverträglich, optimiert und inlinefähig

Neuartige lösungsmittelreduzierte Beschichtungsverfahren sind der Schlüssel, um die Produktion von Elektroden nachhaltig, effizient und gesundheitsverträglich zu gestalten. Das Forschungsprojekt „SkaleD“ setzt auf das im Vorläufer-Projekt „OptiEx“ entwickelte Verfahren der Direktextrusion auf, um die innovative Technologie massenfertigungstauglich zu gestalten. Das Verfahren stellt eine ressourcenschonende Alternative zum bisher etablierten Prozess dar und überwindet den technologischen Engpass dieses entscheidenden Fertigungsschritts in der Produktion von Batterien. Der Forschungsverbund wird die gesamte Prozesskette anpassen und verbessern. Dies gilt insbesondere für die Beschichtungsbreite und Prozessgeschwindigkeit sowie für damit einhergehende Optimierungen der Anlagentechnik und Rezepturen. Ebenso steht die Inlinefähigkeit im Fokus, sodass Anlagentechnik und Verfahren an vor- und nachgelagerte Prozesse gekoppelt werden können. Zudem soll in diesem Projekt erstmals – zunächst in Form einer Machbarkeitsstudie – eine simultane doppelseitige Beschichtung realisiert werden, welche die Prozessgeschwindigkeit signifikant erhöhen kann.

Geförderte Batterieforschung – wettbewerbsfähig und zukunftsweisend

Um in Deutschland und Europa insbesondere gegenüber asiatischen Märkten wettbewerbsfähig zu bleiben, muss der Preis pro Kilowattstunde in Europa produzierter Zellen sinken. Dies gelingt durch die Etablierung innovativer Fertigungsverfahren. „Wir freuen uns, dass die Bedeutung einer effizienten Massenproduktion von Batteriezellen von Seiten des Bundes erkannt und unser Forschungsbeitrag gefördert wird“, sagt EAS-Geschäftsführer Michael Deutmeyer. „Das ist in Zeiten der Budgetkürzungen nicht selbstverständlich und hebt die Relevanz unserer Entwicklungstätigkeit noch einmal hervor. Zugleich ist dies ein dringender Appell, den gesamten Standort Deutschland in der Umsetzung der Energiewende mit einem neuen, deutlich höheren Etat für die Zell- und Batterieforschung zukunftsweisend zu unterstützen und den jetzt eingeschlagenen Weg der Überbrückungsfinanzierung konsequent in diese Richtung fortzuführen.“

Industriestandort Deutschland – nachhaltig, innovativ und kosteneffizient

Das Bewusstsein für Nachhaltigkeit und die Anforderungen an kosteneffiziente Batteriesysteme wachsen weltweit kontinuierlich. Die angestrebten Erkenntnisse im Forschungsprojekt „Skale D“ entsprechen diesem Bedarf und sichern die langfristige Weiterentwicklung der Batteriezellproduktion. Damit stärken die neuen Kompetenzen den Industriestandort Deutschland sowie den europäischen Wirtschaftsraum. Die entwickelten Anlagen und Prozesse eröffnen neue Absatzmärkte – bis hin zur Skalierung des Konzepts von der industrieähnlichen Umgebung auf einen Gigafactory-Maßstab. Damit schaffen die Projektergebnisse vielseitige Verwertungsmöglichkeiten und internationale Wettbewerbsfähigkeit. Das Forschungsprojekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und endet am 31. Dezember 2027.