15.09.2021 – Kategorie: Produktionsprozesse

Highspeed für die Produktion gewickelter Lithium-Ionen-Batteriezellen

Quelle: Manz
Manz stellt den kompletten Produktionsprozess zur Herstellung gewickelter und gestapelter Lithium-Ionen Batteriezellen und -modulen bereit.

Mit der Elektromobilität als Treiber und gleichzeitig zunehmendem Kostendruck in der Produktion steigt der Bedarf an komplexen, noch leistungsfähigeren Konzepten und Flexibilität für Batteriesysteme. Manz stellt als Anbieter schlüsselfertiger Produktionslösungen im Bereich der Energiespeicherung in Lithium-Ionen-Batteriezellen gemeinsam mit starken Partnern den kompletten Produktionsprozess zur Herstellung gewickelter und gestapelter Lithium-Ionen Batteriezellen und -modulen bereit. Die Fertigungslösungen erfüllen die wachsenden Anforderungen an Qualität und Schnelligkeit in der Batterieproduktion und sind Bestandteil der Turnkey Solutions von Manz.

Automatisierte und flexible Produktionslösungen für gewickelte Lithium-Ionen-Batteriezellen

Jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Konstruktion von Wickel- und Stapelsystemen bildet die Grundlage für eine eigens für diese Prozesse entwickelte Rolle-zu-Rolle-Plattform (R2R). Sie sorgt für präzise, stabile und vor allem sehr schnelle Verfahren in der Zellmontage. Mit einer Gesamteffizienz (OEE) von nahezu 100 % bieten die Manz-Anlagen den Kunden höchste Produktivität bei gleichzeitiger Reduzierung des Platzbedarfs.

Die Vorteile im Einzelnen

Hochgeschwindigkeitsfertigung: Mit Anlagen von Manz können Kunden hohe Stückzahlen mit höchster Materialgeschwindigkeit fertigen. Die effizienten Prozesse liefern eine Durchsatzleistung von 25 bis hin zu 40 ppm (pieces per minute), wobei die Schnelligkeit vom Zelltyp abhängig ist.

Maximale Flexibilität auf einer Maschine: Alle gängigen Formate einer gewickelten Zelle können durch schnelle und flexible Anpassung der Anlagen auf unterschiedliche Größen auf nur einer Produktionslinie gefertigt werden.

Autosplicing für Anode, Kathode und Separator: Der automatische Rollenwechsel zum kontinuierlichen Betrieb der Anlage ohne Produktionsstopp steigert die Prozesseffizienz.

In der Automobilindustrie schlummert ein enormes Potenzial

Auf den Manz-Anlagen können alle gewickelten Zelltypen  – von der gängigen 18650 Batteriezelle mit einem Durchmesser von 18 mm bei einer Länge von 650 mm bis zu den kompakteren Zellen 48650 beziehungsweise 481400 mit einem Durchmesser von 48 mm und einer Länge von 65 beziehungsweise 140 mm – hergestellt werden. Aktuell werden Rundzellen vor allem außerhalb der Automobilindustrie eingesetzt – also für Consumer Electronics, Powertools und E-Bikes, etc. Im Bereich Automotive verwenden bisher nur wenige Anbieter von Elektrofahrzeugen Rundzellen. Laut Andreas Schaal, Vertriebsleiter Energy Storage beim Hightech-Maschinenbauer Manz, schlummert hier ein enormes Potenzial: „Alle Batteriezelltypen erfahren aktuell eine hohe Nachfrage. Aber gerade die leistungsstärksten Rundzellen haben das Potential, die Elektromobilität maßgeblich voranzubringen. Weitere Hersteller von Elektrofahrzeugen werden diese Chance nutzen. Dabei sind wir in der hervorragenden Lage, individuelle Produktionslösungen schnell bereitzustellen.

Nur ein System für alle Prozessschritte

In Anlagen von Manz sind unterschiedlichste kundenspezifische Prozesse wie Laser Notching, Tab Welding, Biege-, Be- und Entladungsprozesse sowie optimal aufeinander abgestimmte Inspektionsverfahren integriert. Durch die Zusammenlegung verschiedener Prozesse in einer Anlage können Prozessschritte eingespart und der Platzbedarf deutlich reduziert werden. Zusätzlich sorgen Kontrolle, Monitoring und Justierung der Prozessparameter während der Fertigung für eine deutliche Optimierung hinsichtlich Qualität und Sicherheit der Batteriezelle. Im Ergebnis steigert das umfassende Prozess-Know-how die Leistungsparameter sowie die Kosteneffizienz der Batteriezelle.

Dank der umfangreichen Erfahrung im Bereich der gesamten Wertschöpfungskette der Lithium-Ionen-Batterieproduktion kann Manz einen Beitrag zur Zukunft von Energiespeichern leisten und damit auch den Ausbau der Elektromobilität voranbringen. Gefördert von der Europäischen Kommission, setzt Manz sich mit dem jüngst gestarteten Teilprojekt der European Battery Innovation (EuBatIn) „Lithium-Batteriefabrik der Zukunft“ das ehrgeizige Ziel, neue Technologien und Verfahren zu entwickeln, die weit über den aktuellen Stand der Technik hinausgehen und große Verbesserungen hinsichtlich Leistung, Sicherheit und Umweltschutz ermöglichen.

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