SVOLT erklärt die Batteriezellenfertigung – Schritt für Schritt

SVOLT Energy entwickelt und fertigt, als globales Hightech-Unternehmen und Spin-off des chinesischen Automobilherstellers Great Wall Motors, Lithium-Ionen-Batterien und Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge sowie Energiespeichersysteme. Darunter befindet sich auch eine kobaltfreie NMX-Batteriezelle. Künftig lässt man sich auch in Deutschland mit einer eigenen Fertigung nieder.

Um eine Vielzahl von Fragen zu beantworten, welche mit der Ansiedlung vor Ort aufkommen, startet das Unternehmen eine Informationskampage zur Batteriezellherstellung. Ein Erklärvideo zeigt dabei die verschiedenen Produktionsschritte und stellt diese in einfacher Form dar. Dieses haben wir nachfolgend eingebunden, bevor wir auf die einzelnen Fertigungsschritte im Detail eingehen.

Wie das Video zu vermitteln weiß gilt es zunächst zu verstehen, dass Akkus für E-Autos, aber auch für Smartphones aus sogenannten Elektroden (Anode und Kathode), einem Separator, der die Elektroden voneinander trennt und dem dazwischen befindlichen, ionenleitfähigen Elektrolyt besteht. Schritt für Schritt betrachtet SVOLT in seinem Clip die einzelnen Herstellungsschritte. Begonnen bei den Elektroden.

Hier werden in einem ersten Schritt verschiedene Stoffe zu Pasten für den Minus- (Anode) und den Pluspol (Kathode) vermischt. Diese beiden Pasten, die eine Konsistenz wie ein recht flüssiger, homogener Teig haben, sind ein Gemisch aus flüssigen (Lösungsmittel) und festen Stoffen (in Pulverform, wie Mehl). Der Kathode wird zusätzlich das Aktivmaterial zugemischt – je nach Zelltyp z. B. Lithium, Mangan oder Kobalt.

Im nächsten Prozessschritt – dem Beschichten – steigt der Anspruch an das Können der Maschinen und Mitarbeiter. Denn dann gilt es, dass die Pasten hauchdünn auf eine Trägerfolie aus Kupfer oder Aluminium aufgetragen werden – von beiden Seiten. Die dadurch entstehende Elektrodenfolie wird direkt in den Trockner geführt, damit der Paste das Lösungsmittel entzogen werden kann und diese als trockene Schicht auf der Folie haftet. Das Lösemittel wird aufgefangen und wiederverwendet.

Im Anschluss läuft die dann getrocknete Elektrodenfolie durch rotierende Walzen, um die Dichte der Beschichtung zu erhöhen und Schwankungen in der Beschichtungsdicke zu korrigieren. Danach wird die gewalzte Elektrodenfolie längs in mehrere, kleinere Bänder unterteilt. Es erfolgt erneut ein Trockenvorgang, bevor die Folien auf das richtige Maß geschnitten werden. SVOLT zeigt dabei auf, dass in jedem Fertigungsschritt mit Sensoren geprüft wird, ob alle Maße und Eigenschaften stimmen. Alle Daten werden von einer künstlichen Intelligenz ausgewertet, sodass geringste Abweichungen direkt behoben werden können.

Die eigentliche Batteriezelle entsteht dadurch, dass die Elektrodenfolien nun in einem wiederholenden Zyklus aus Anode, Separator, Kathode, Separator usw. gestapelt oder gewickelt werden. Als letzter Schritt der Elektrodenfertigung wird der elektrische Anschluss von Kathode und Anode hergestellt. Erst dann werden alle Komponenten der Zelle (Elektrodenwickel oder -stapel, Gehäuse, Deckel, Dichtung, Isolierung und Sicherheitsventil) zusammengesetzt. Der Deckel wird anschließend mit dem Gehäuse verschweißt. Im nächsten Schritt wird der Elektrolyt in die Zelle eingespritzt.

Dann ist es soweit und die fertige Zelle wird erstmalig Be- und Entladen. Dieser Prozess dauert bis zu 24 Stunden. Anschließend werden die Zellen über mehrere Wochen gelagert, um Kurzschlüsse zu identifizieren und die Zelleigenschaften zu überprüfen. Danach können mehrere Batteriezellen zusammengesetzt und miteinander verbunden werden, um sogenannte Batteriemodule zu bilden. Installierte Elektronik überwacht die einzelnen Zellen.

Eine Vielzahl dieser Batteriemodule bildet ihrerseits das sogenannte Batteriesystem (Hochvoltspeicher / Batterie-Pack), das als geschlossenes Gesamtsystem ins Fahrzeug eingebaut wird. Im Batteriesystem regelt Elektronik etwa die Lade- und Entladevorgänge der Module (und damit der Zellen). Darüber hinaus kann etwa die Kapazität, der Ladezustand, die Batteriespannung oder die Temperatur überwacht werden. Eine Kühlung und Heizung sorgt für gleichbleibende Leistung und Langlebigkeit der Zellen.

Weitere Informationen zu SVOLT und deren Pläne für Europa und damit auch Deutschland kann man der Podcast-Folge mit Maxim Hantsch-Kramskoj ist Vice President Sales & Marketing der SVOLT Energy Technology Europe GmbH, entnehmen.

Quelle: SVOLT – Pressemitteilung per Mail