Für einen 90-kWh-Batteriepack entstehen hohe Material- und Herstellungskosten. Da darf kein Fehler passieren oder etwas stillstehen. Wir liefern die Technik, um hochwertige Batterien zuverlässig und kostenbewusst herzustellen. Dazu gehören die Automatisierung der Prozesse beim Aufbereiten der Rohstoffe, die vollautomatisierte Produktion der Batteriezellen und die Automatisierung von Transport- und Montageanlagen für das präzise Zusammensetzen der Batterieteile.
Degassing und Sealing: Kernprozesse in der Batteriezellenproduktion
Sie finden unmittelbar nach der ersten Kontaktierung der Batteriezellen mit elektrischer Spannung statt. Dabei werden die Batteriezellen mit Lanzen durchstochen, das entstehende Gas abgesaugt und anschließend wieder versiegelt. Dies geschieht in der Regel durch thermisches Schweißen oder Ultraschallschweißen. Unsere Handling-Lösungen sorgen für einen sicheren und dynamischen Prozess bis hin zur Inspektion und Etikettierung.
Die Herstellung von Batterien ist komplex. Qualität, Sicherheit und Profitabilität sind entscheidende Aspekte. Eine Produktion mit einer Jahreskapazität von 24 Gigawattstunden setzt täglich etwa 400 Tonnen Material um, die Ladung von mehr als zehn Sattelschleppern. Tag für Tag verlassen etwa 500.000 Batteriezellen eine Giga-Fabrik. Deshalb wird hier viel Knowhow investiert. Effizient ist das nur, wenn die Werke produktiv und zuverlässig arbeiten, also mit großer Geschwindigkeit, maximalem Durchsatz und höchster Wiederholgenauigkeit. Dazu braucht es technische Kompetenz und verlässliche Anwendungen.
Batteriemodulherstellung: Montage von wertvollen elektrochemische Bauteilen
In der Batteriemodulherstellung werden wertvolle elektrochemische Bauteile montiert. Wir bieten insbesondere im Bereich der Handhabungstechnik abgestimmte Lösungen zum robusten, sicheren und präzisen Greifen und Transportieren von Batteriezellen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Sicherheit im gesamten Arbeitsprozess.
Die Produktion leistungsfähiger Speicher ist in mehrfacher Hinsicht diffizil. Batterien werden aus teils toxischen Komponenten zusammengefügt, in einigen Produktionsbereichen sind Brand- und Explosionsschutzaspekte zu beachten. Teile der Herstellung laufen in Reinraum- und Trockenraumumgebungen ab. Formierte und aktivierte Batterien stehen auch unter elektrischer Spannung. Kurz: In allen Fertigungsschritten ist Prozesssensibilität gefordert.
Komplexe Anforderungen brauchen sichere Lösungen
Die Herstellung von Batteriezellen ist ein hochsensibler Prozess. Zum einen sind die Automatisierungskomponenten herausfordernden Umgebungsbedingungen wie z. B. Trockenraum ausgesetzt und haben durch die Emission von Partikeln andererseits einen direkten Einfluss auf die Qualität der gefertigten Batteriezellen.
Abhängig von der Applikation dürfen Produkte in der Batteriezellenproduktion keine Partikel von Kupfer, Zink oder Nickel emittieren. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Qualität der Batterien gemindert wird oder diese sogar unbrauchbar sind. Wir bieten für die Batteriezellfertigung ein umfangreiches Produktprogramm, das diese Anforderungen berücksichtigt.
Nachhaltigkeit im Blick
Experten rechnen mit einer Lebensdauer der E-Auto Batterien von etwa acht bis zehn Jahren. In naher Zukunft werden also die ersten Batterien das Ende ihres Lebenszyklus erreichen. Schätzungen zufolge werden im Jahr 2025 etwa 600000 Tonnen Altbatterien zum Recycling anstehen. Bevor verbrauchte Fahrzeugbatterien jedoch zum Recycling kommen, nutzt man sie beispielsweise nach Ausbau aus dem Fahrzeug in sogenannten "Batteriefarmen" oder stationären Speichersystemen.
Am Ende eine Batterielebens steht die fachgerechte Wiederverwertung. Zuerst findet das mechanische Zerlegen der Packs in Module, Batteriezellen und andere Bauteile statt. Dies geschieht heute zum großen Teil manuell; es ist eine schwere und aufwendige Tätigkeit. Wir bieten bereits heute modulare Automatisierungskonzepte, die diesen Prozess beschleunigen und vereinfachen! Hier ist unser komplettes Portfolio in der Fabrikautomation gefragt, da Lageerkennung, Positionskorrekturen und unterschiedlichste Handhabungstechniken im Spiel sind.
Der nächste Schritt besteht in der Trennung der Materialien wie Metall, Kunststoffen und anderen Materialien. Der Fokus liegt dabei jedoch nicht ausschließlich auf der Automatisierungslösung. Wir bieten hier insbesondere für hydrometallurgische Recyclingverfahren passende Produkte aus der Prozessautomation. Es kommen verschiedenste Prozessventile für gasförmige, feste oder flüssige Stoffe zum Einsatz.
Qualifizierung für die Industrie von morgen
Große Flächen, günstige Verkehrsanbindung, geringe Erschließungskosten und eine sichere Energieversorgung sind wichtige Voraussetzungen für Giga-Fabriken. Wichtige Aspekte sind, genügend Fachpersonal sowie eine nachhaltige Energieversorgung zu haben. Durch die Umrüstung auf Elektromobilität entstehen nicht nur neue Fabriken, sondern auch neue Aufgaben, Tätigkeitsfelder und Berufsbilder. Hierfür müssen Mitarbeiter ausgebildet und geschult werden. Der Geschäftsbereich Festo Didactic vermittelt mit gezielten Weiterbildungsprogrammen das Know-how, welches in der hochautomatisierten Produktion gebraucht wird. Das Angebot umfasst unter anderem praktische „Hands-on“-Trainings in den Werken, die Einrichtung unternehmensinterner Lernfabriken bis hin zu digitalen Lerninhalten, die auf der Festo Learning Experience (Festo LX) zeit- und ortsunabhängig abrufbar sind.
