Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Industrialisierung der Natrium-Ionen-Batteriezellfertigung in Deutschland - SIB:DE
In Kürze
Im Verbundprojekt »SIB:DE ENTWICKLUNG« wird die industrielle Fertigung von Natrium-Ionen-Batteriezellen in Deutschland vorangetrieben. Ziel ist der Aufbau einer wettbewerbsfähigen, nachhaltigen und skalierbaren Batteriezellproduktion als Alternative zu Lithium-Ionen-Technologien.
Im Detail
SIB:DE ENTWICKLUNG bündelt Kompetenzen aus Industrie und Forschung, um die Natrium-Ionen-Technologie schnell in die industrielle Anwendung zu überführen. Im Fokus stehen großformatige, marktreife Batteriezellen sowie deren wirtschaftliche und nachhaltige Produktion.
Zentrale Handlungsfelder sind:
- Zellfertigung im industriellen Maßstab: Entwicklung und Skalierung von Produktionsprozessen für großformatige Natrium-Ionen-Zellen
- Ganzheitliche Prozesskette: Abbildung der gesamten Wertschöpfung – von Elektrodenherstellung bis Zellfertigung
- Recycling und Kreislaufführung: Bewertung und Optimierung der Recyclingfähigkeit der Batteriezellen
- Ökosystemaufbau: Etablierung einer durchgängigen Batteriewertschöpfungskette in Deutschland und Europa
- Technologietransfer: Beschleunigte Überführung von Forschungsergebnissen in industrielle Anwendungen
Das Fraunhofer IPA übernimmt im Projekt folgende Schwerpunkte in der Entwicklung, Fertigung und datengetriebenen Optimierung von zylindrischen Natrium-Ionen-Batteriezellen:
- Industrienahe Zellfertigung: Herstellung und umfassende Charakterisierung von Natrium-Ionen-Rundzellen in den Formaten 21700 und 4680, inklusive Prozessparameterstudien und Qualitätsbewertung.
- Zelldesign und Modellierung: Entwicklung und Validierung thermo-elektrischer Simulationsmodelle zur Optimierung von Zellkonzepten sowie zur Analyse von Design-Trade-offs zwischen Leistungs- und Energiedichte.
- Digitale Zwillinge und Prozessoptimierung: Aufbau eines digitalen Produkt- und Prozesszwillings für die Zellfertigung (insbesondere Wickelprozess) zur Realisierung datenbasierter Prozessregelung, Rückverfolgbarkeit und Ursachenanalyse.
- Testing und Modellvalidierung: Durchführung elektrochemischer Tests und Alterungsanalysen zur Parametrierung und Weiterentwicklung der Modelle.
Die Entwicklung adressiert zentrale Herausforderungen bestehender Batteriesysteme, insbesondere Rohstoffverfügbarkeit und geopolitische Abhängigkeiten. Natrium als breit verfügbarer und kostengünstiger Rohstoff eröffnet neue Perspektiven für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung. .
Durch die enge Verzahnung von Forschung und Industrie entsteht ein leistungsfähiges Netzwerk, das die schnelle Skalierung und Markteinführung der Technologie ermöglicht. Ziel ist eine technologisch souveräne und wettbewerbsfähige Batteriezellproduktion in Europa. .
Fördergeber und Projektform
