System

In der Fraunhofer-Allianz Batterien werden aus Einzelzellen unterschiedlichster Technologien kundenspezifisch Batteriemodule und komplette Batteriesysteme für verschiedenste Anwendungen von der Elektromobilität über stationäre Energiespeicher bis hin zu Sonderanwendungen entwickelt. Die Arbeiten umfassen das simulationsbasierte Design des mechanischen Aufbaus und des Kühlsystems, Verbindungstechniken, Sicherheitskonzepte, die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen und den zugehörigen Algorithmen für die Lade- und Alterungsbestimmung sowie optimierte Lade- und Betriebsführungsstrategien. Die Schnittstellen der modularen Batteriesysteme werden so konfektioniert, dass eine leichte  Systemintegration sowohl leistungs- als auch kommunikationsseitig ermöglicht wird.

Entwicklung von kundenspezifischen Akkumulatoren vom Prototypen bis zur Kleinserie auf Basis der Lithium-Polymer-Technologie

© Foto Fraunhofer ISIT

Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Lithium-Polymer-Akkumulatoren

Der rasch wachsende Markt netzunabhängiger elektronischer Geräte erzeugt ebenso wie die zunehmende Elektrifizierung von Autoantrieben eine steigende Nachfrage nach Akkumulatoren mit hoher Leistungsfähigkeit.

Für Anwendungen mit besonderen Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften und/oder das Design des Energiespeichers ist der Einsatz kommerziell verfügbarer Standardakkumulatoren häufig mit unbefriedigenden Kompromissen verbunden.

Das von der Fraunhofer-Allianz Batterien entwickelte Lithium-Polymer-Akkumulatorsystem ermöglicht Lösungen für spezielle Anforderungsprofile. Das Fertigungskonzept erlaubt – beginnend bei der Folienentwicklung – die Herstellung von kundenspezifischen Akkumulatoren in einem weiten Formatfenster. Die in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner installierten Fertigungskapazitäten gewährleisten eine rasche Umsetzung in die Serienproduktion.

Die Technologie ermöglicht neben variabler Formgebung auch die Integration unterschiedlicher Elektrodenmaterialien und angepasster Elektrolyte, die in Voll- und Halbzellenanordnungen getestet und qualifiziert werden können.

An den Partnerinstituten ist die komplette Prozesskette zur Herstellung und Charakterisierung von Lithium-Polymer-Akkumulatoren von der Folientechnologie über die Zellmontage bis hin zur messtechnischen Charakterisierung vorhanden:

Pasten- und Folienherstellung Akku-Bau
 
Messfeld
 
Begleitende Messtechnik
Rührwerkzeuge Stanz- und Schneidewerkzeuge Impedanzmessplatz REM
Perlmühle Laminatoren Potentiostaten Zugmaschine
Viskosimeter Siegelstationen Akku-Tester (300 Kanäle) Klimaschränke
Tapecasting-Anlage US-Schweißer Klimakammern Karl-Fischer-Feuchtemessgerät
  Trockenöfen   Kalorimeter
  Gloveboxen   Thermographie
  Halbzellenfassung