– Batteriezellenproduktionslinie für Bi-Zellen mit langachsiger Dimension vorgestellt
– Langachsen 2d Polymer Batteriezellenprozesse fertig
– Geheimnisse der Batteriezellproduktion im Bereich Lithium-Ionen gelöst
– Troika Prozess Patent löst Sicherheitsaspekte, erhöht Ausbeute und Effizienz enorm

Eine neue Batteriezellenproduktionslinie für Bi-Zellen in langachsiger Ausführung hat Envites Energy aus Nordhausen im Rahmen eines Vortrages vor der Fachjury Automotive im Rahmen des IQ Innovationspreises der Metropolregion Mitteldeutschland in Leipzig gestern vorgestellt. Dazu wurden auch Details aus einem neuen Patentantrag gezeigt.

Stapelzellen, Bi- Zellen und langachsige Formate sind ein Zukunftstrend in Lithium-Ionen-Batteriezellen, die einerseits systemisch und formatseitig wie produktions- und prozesstechnisch von den Nordhäusern im Rahmen des Wettbewerbsbeitrages eingebracht worden sind.

Bi-Zell Anordnungen erhöhen die Energiedichten bei verkürzter Stückliste und geringerer Fehlerrate über die gesamte Lebensdauer. Neuartige Zellkonzepte, die auch Langachsen 2d Polymer international genannt werden, können eben auch sogenannte langachsige Zellen im Format betreffen, deren Kantenlänge beispielsweise 60 Zentimeter oder mehr betragen können.

Das bringt neue Anforderungen für den Herstellungsprozess im Stacking, Forming oder auch Siegeln mit sich. Anlagentechnisch wurde solche Optionen integriert und können auch nachgerüstet werden, was etwa für eine Nischenproduktion eine Flexibilisierung solcher Produktionslinien bedeutet (vgl. Abbildung). Mit einem koreanischen Partner zusammen bietet Envites Energy aus Nordhausen diese Lösungen an.
Beispielsweise FORMING:

– 600mm(length)*2mm(gap) Double Forming Solution
– Pouch Thickness Variation 15 ~ 20% Solution.

Prozessseitig sind die Schritte für Li-Ionen-Batteriezellen neu gefasst worden und in einem neuen Envites Energy Li-Ionen-Zell Prozess Patent festgehalten.
„Damit lösten wir Geheimnisse der Batteriezellproduktion im Bereich Lithium-Ionen“, sagte Tim Schäfer, ein Sprecher des Unternehmens. Den neuen Prozess nennt man Troika, weil die Prozesse entsprechend neu gegliedert worden sind. Das vermindert und verhindert Fehler und sichert zudem eine hohe Ausbeute bei geringer Streuung der Batteriezellenproduktion.

Insbesondere Prozesse, die nach dem eigentlichen Abbilden des Elektroden/Separatorverbundes verortet sind, sind neu subsumiert worden.

Im Dreigespann sozusagen. Gegenstand des Patents und Titel ist: Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, vorzugsweise einer Li-Ionen-Bi-Stapelzelle mit Feststoff. Hierbei soll nach einem ersten Anladen der gefüllten Batteriezelle mit elektrischer Energie die Formierung in mindestens zwei Formierungsschritten unter Troika Prozessschritt durchgeführt werden.

Vor und/ oder nach jedem der mindestens zwei Formierungsschritte wird dabei mindestens ein Entgasungsschritt mit einer von außen auf die Batteriezelle aufgebrachten energetischen Anregung und mindestens ein Alterungsschritt durchgeführt.

Nach dem Befüllen wird hier zu den üblichen Schritten in der Fertigung von prismatischen Verbundfolienzellen (Einhausungsmaterial) auch Pouch-Zellen oder Li-Polymer am Markt genannt, wie Wetting – Formation- Grading -Klassifizieren und Sortieren vor der Auslieferung eine neuartige Prozessschrittkombination erfinderisch beschrieben, die einerseits viele sicherheitsrelevante Fragen und der der Leistungsfähigkeit der Batteriezellen effizient und mit hoher Ausbeute lösen und andererseits eine sehr hohe Qualität sicherstellen, die sich über die gesamte Lebensdauer der Batteriezelle determiniert.

Besonders werden etliche Probleme aufgelöst, die im Prozess zu einem späteren Sicherheitsproblem der Batteriezellen in der Anwendung führen könnten. Das bedeutet vor dem Hintergrund weiter steigender Energiedichten, einen bedeutenden Beitrag für mehr Systemsicherheit.

Solche Li-Ionen-Bi-Stapelzelle mit Feststoff können vor dem ersten Formationsschritt in einem energetischen Anregen und Entgasen in Alterungsschritte prozessual und effizient eingebettet werden, was dem also vorausgeht und nachfolgt. In einem zweiten Formationsschritt erfolgt ein zweites energetisches Anregen sowie Entgasen mit einem vorausgehenden Alterungsschritt, um ein Beispiel konkret zu benennen. Dadurch wird eine beständig hohe Qualität unter Garantie der Formbeständigkeit als Beispiel erreicht werden.

Für eine Investition in ein Batteriezellenwerk oder kooperative Zusammenarbeit sucht Envites Energy weiterhin auch Investoren und Partner. Entsprechende Nachweise und Geschäftsplanungen sind erstellt und erste Gespräche laufen.

Ebenso gehört die Komponente Elektrode zu der Kompetenz, inklusive einer Anlagentechnik, die die Flexibilität unterstützt und genau auf die Zellassemblierung der Batteriezellassemblierung mit den Troika Prozessen abgestimmt ist.
Energieeffizienz ist thematisch bei den Umweltbedingungen und dem Troika Prozess ein weiterer maßgeblicher Faktor, der ebenso auch zur Wirtschaftlichkeit der Lithium-Ionen-Batteriezellproduktion beiträgt.

Auf den Li-Ionen- Batteriezelllinien könnten zeitnah große Stückzahlen produziert werden, weil auch industrietaugliche Zellsysteme mitgeboten werden, die entsprechend schon innovativ, qualifiziert nachweisbar sind und Systeme der Zukunft sind.