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Der Fokus des Teilvorhabens der Fraunhofer FFB im Verbundprojekt liegt auf der Skalierung und Validierung einer fortschrittlichen Anlage zur Strukturkalandrierung von Elektroden. Hierzu unterstützt die Fraunhofer FFB das Konsortium u.a. in der Definition von Zielzelleneigenschaften, der Herstellung von Testmaterial, der Auslegung und Entwicklung der Anlage sowie der Inbetriebnahme und dem Testbetrieb. Die Hauptverantwortung der Fraunhofer FFB liegt in der systematischen Skalierung des Fertigungsprozesses bei einer Geschwindigkeit von bis zu 25 m/min sowie der Bestimmung der resultierenden Elektrodenqualität. Im Rahmen der Prozessskalierung werden zudem neue Prozess- und Analysetechnologien erprobt, die eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung des Kalanderprozesses erlauben. Zur finalen Validierung des Prozesses verarbeitet das Forschungsteam der Fraunhofer FFB die strukturierten Elektroden mithilfe des restlichen Batteriezellfertigungsprozesses zu Pouchzellen, charakterisiert die elektrochemischen Eigenschaften und vergleicht diese mit herkömmlich gefertigten Zellen.

Der Arbeitsplan ist in sieben Arbeitspakete unterteilt:

1. Projektmanagement und Kooperation mit der Begleitforschung

2. Erarbeitung der Zielzelleigenschaften für die zu strukturierenden Elektroden sowie der Referenzelektroden gemeinsam mit dem Konsortium.

3. Erstellung des Lasten- und Pflichtenhefts für den zu entwickelnden Kalander als Grundlage für die anschließende Auslegung und Entwicklung der Anlage.

4. Auslegung und Entwicklung der Kalandrierungsanlage.

5. Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage beim Projektpartner Saueressig im Werk.

6. Einbringung und Montage der Anlage in den Räumlichkeiten der Fraunhofer FFB sowie Durchführung des ersten Testbetriebs.

7. Schwerpunkt: Skalierung und Validierung der in den vorherigen Schritten ausgelegten und gebauten Gesamtanlage zur Strukturkalandrierung von Elektroden.

Die Fraunhofer FFB trägt als Einrichtung der angewandten Forschung zur wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Verwertung und Verbreitung der Projektergebnisse bei. Einerseits werden die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt und die damit gewonnenen Kenntnisse als Know-how und Arbeitsgrundlage für fortführende Forschungstätigkeiten wie öffentlich geförderte Projekte genutzt. Durch die Verwertung der Forschungsinhalte über die Projektpartner ergeben sich zudem gezielte Anknüpfungspunkte für Folgeprojekte entweder direkt mit den Projektpartnern oder mit anderen Industrieunternehmen, um die Ergebnisse dort anzuwenden.

Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, den Strukturkalander bis zur Marktfähigkeit weiter zu skalieren oder zusätzliche Inline-Sensorik im Rahmen von Industrie 4.0 zu integrieren. Zudem kann das im Projekt erarbeitete und erprobte Konzepte zur Inline-Walzenreinigung als eigenständiges Modul bis hin zur Marktreife weiterentwickelt werden, sodass eine Integration in andere Fertigungstechnologien und entsprechend weiteren Marktsegmenten realisiert werden kann.

Die Einbindung von Batteriezellherstellern ermöglicht es beispielsweise, auf die spezifischen Anforderungen dieser Anwendergruppe einzugehen. Gleichzeitig trägt das Projekt zur Etablierung der Fraunhofer FFB im Kontext der Produktions- und Skalierungsforschung im internationalen Wissenschaftsumfeld bei. Zudem erhalten die beteiligten Forschenden die Möglichkeit, ihre Ergebnisse im Rahmen von wissen-schaftlichen Konferenzen und Veröffentlichungen zu publizieren und so den Kontakt zu Experten in ähnlichen Fachgebieten aufzubauen.