»FOOD - Formierungs-Optimierung in der Batteriezellfertigung durch Diagnoseverfahren und digitale Methoden«

Im Rahmen des Forschungsprojekts FOOD soll ein neuartiger Ansatz zur Optimierung der Formierung in der Batteriezellfertigung entwickelt und erprobt werden. Dabei werden Messdaten aus der Formierung genutzt, die bis dato lediglich zur Steuerung und Regelung des Prozesses genutzt werden. Formierdaten werden mittels neu zu entwickelnden Batteriediagnoseverfahren ausgewertet. Anstatt individuelle Messpunkte mit Schwellwerten zu vergleichen, kommen hierbei modell-basierte und KI-basierte Ansätze, sowie aus der Laboranalytik abgeleitete Verfahren zum Einsatz. In diesem Projekt werden die Ergebnisse der Batteriediagnoseverfahren in eine Datenbank überführt, dessen Datensätze mittels Machine-Learning-Verfahren ausgewertet werden.

Basierend auf der Auswertungsmethodik werden in diesem Projekt drei digitale Produktionsbausteine entwickelt und erprobt:

1. »Optimierung des Formierprotokolls« 

2. »Verbessertes Zellgrading« 

3. »Reduzierung von End-of-Line Tests«

Der Arbeitsplan ist in acht Arbeitspakete unterteilt:

1.    Anforderungsanalyse und Anwendungsszenarien (FFB, ACC): Festlegung Zelldesigns und Referenzprozesse der Zellfinalisierung.

2.    Bewertung & Auswahl der Batteriediagnoseverfahren (FFB, ACC): Recherche, Bewertung und Auswahl verschiedener Batteriediagnoseverfahren in der Zellfinalisierung.

3.    Datenaufnahme und Integration (FFB, ACC): Konzeptentwicklung zur Datenverarbeitung in der Zellfinalisierung.

4.    Realisierung der Batteriediagnoseverfahren (FFB, ACC): Entwicklung und Implementierung der aus AP2 ausgewählten Batteriediagnoseverfahren.

5.     Orchestrierung der Batteriediagnoseverfahren zu digitalen Services  (FFB, ACC): Implementierung des Software-Cockpits mit den drei digitalen Bausteinen.

6.     Zellfertigung und Langzeittests (FFB, ACC): Planung und Durchführung der Zellproduktion sowie Langzeittests.

7.     Integration, Demonstration & Validierung (FFB, ACC): Validierung & Demonstration des Software-Cockpits sowie der Optimierungen in der Zellfinalisierung.

8.     PM und Verwertung der Ergebnisse: Projektmanagement und -koordination.   

Es werden neue Methoden zur Optimierung der Zellfinalisierung entwickelt. Dadurch wird die Zellfinalisierung schneller, kostengünstiger und benötigt weniger Energie. Als Verwertung sind Veröffentlichungen und Konferenzbeiträge geplant.