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(DE) FESTO: Festo und ThyssenKrupp System Engineering starten gemeinsame Testreihe

  • Derzeit entfallen 30 bis 40 Prozent der Wertschöpfung bei reinen Elektrofahrzeugen auf die Batterie. Um diese Kosten zu senken, arbeitet die Automatisierungsindustrie an zuverlässigen und kostengünstigen Lösungen für eine massentaugliche Serienproduktion der Autobatterie. Optimierungspotenzial liegt dabei insbesondere in der Herstellung der hochempfindlichen Batteriezellen. In einer Testreihe untersucht Festo gemeinsam mit ThyssenKrupp System Engineering die Eignung von Standardprodukten der Automatisierungstechnik für den Einsatz im Trockenraum. Ziel ist es einfachere und kostengünstigere Automatisierungslösungen für die Fertigung von Batteriezellen zu entwickeln.

     

    Die Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien für den Einsatz in Elektrofahrzeugen und stationären Anwendungen lässt sich grundsätzlich in die Fertigung der Batteriezellen und die Zusammenführung der einzelnen Zellen zu Batteriesystemen aufteilen. Dabei stellt die Zellfertigung einen besonders hohen Anspruch an die Produktionstechnik, denn hier ist das Risiko am größten, die empfindliche Zellstruktur zu beschädigen. Um zum Beispiel Verunreinigungen und ungewollte chemische Reaktionen wie die Einlagerung von Fremdmetallen oder den Kontakt mit Feuchtigkeit zu minimieren, muss die Fertigung in einer für den Prozess optimalen Atmosphäre, dem Trockenraum, stattfinden. Im  Zellfertigungsprozess kommen dabei bisher meist teure Konstruktionen oder Lösungen zum Einsatz, die ursprünglich für Reinraumanforderungen konzipiert wurden.

     

    Batteriefertigung unter Trockenraumbedingungen
    Der Trockenraum ist ein wesentlicher Bestandteil der Zellfertigung. Die sehr geringe Luftfeuchtigkeit stellt jedoch Anforderungen an die Automatisierungstechnik. Ist sie nicht auf Trockenraumbedingungen ausgelegt, kann es zu Alterungserscheinungen und dem vorzeitigen Ausfall von Automatisierungskomponenten oder ganzen Maschinen kommen. Ziel der Testreihe von Festo und ThyssenKrupp System Engineering ist es, neue Erkenntnisse beim Einsatz von Komponenten und Fertigungsanlagen im Umfeld extrem niedriger Luftfeuchtigkeit zu gewinnen. Die sich hieraus ergebenden standardisierten, hochwertigen und zugleich kostengünstigeren Automatisierungslösungen  bieten eine zuverlässige Alternative zu den teureren Reinraumkomponenten.

    ThyssenKrupp System Engineering betreibt im sächsischen Pleißa ein Technikum, das die Prozesse der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien fertigungstechnisch abbildet. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Einrichtung ist ein sogenannter Trockenraum, mit sehr trockenen und sauberen Umgebungsbedingungen. In diesem können wichtige Schritte einer Batteriezellenfertigung entwickelt und erprobt werden.

     

    Standardprodukte der Automatisierungstechnik für den Trockenraum modifiziert
    Hier untersuchen die Entwickler beider Firmen pneumatische und elektrische Antriebskomponenten der Automatisierungstechnik wie beispielsweise Zylinder und elektrische Achsen auf ihre Trockenraumtauglichkeit. Im Zeitraffer wird dabei der gesamte Lebenszyklus von Standard- und leicht modifizierten Standardprodukten für den Einsatz im Trockenraum erprobt. Die Ingenieure testen dabei Möglichkeiten, wie durch gezielte Modifikationen der Standardkomponenten ein verschleiß- und alterungsneutrales Verhalten bei geringer Luftfeuchtigkeit erreicht werden kann. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Entwicklung trockenraumtauglicher Automationslösungen bei Festo ein. Für ThyssenKrupp System Engineering steht die konstruktive Gestaltung von Maschinen und Anlagen im Mittelpunkt.

     

    Arbeit im Netzwerk
    Gemeinsames Ziel der Partner ist es, durch die Vernetzung der Maschinen- und Anlagenbauer mit Komponenten- und Systemlieferanten langfristige und nachhaltige Automationslösungen speziell für den Trockenraum zu entwickeln und damit die kostengünstige und effiziente Produktion moderner Speichermedien voranzutreiben.