Achten Sie bei der Produktauswahl im Katalog auf den Stern.
Für über 2200 Produkte gilt weltweit: immer lagerhaltig, preisattraktiv, schnell geliefert
Wo auch immer Sie Ihre Batterien produzieren – Festo ist vor Ort. Und bringt entsprechendes Know-how, die richtigen Produkte und besten Service mit. Das haben wir in Projekten bei führenden Batterieherstellern bereits mehrfach bewiesen. Als One-Stop-Shop für alle Aufgaben bieten wir ein komplettes Programm an kupfer- und zinkfreien sowie trockenraumtauglichen Komponenten für die Batteriefertigung.
Von der Zelle über die Modulproduktion bis zum Einsetzen der Batteriesysteme: Festo hat für die gesamte Batterieproduktion passende Automatisierungslösungen, ganz egal ob pneumatisch, elektrisch oder technologieübergreifend. In der Batterieproduktion sind hoher Durchsatz und Wiederholgenauigkeit ebenso wichtig wie kostengünstige Lösungen. Dies gilt für viele verschiedene Prozessschritte, vom Fördern, Zuführen und Steuern aggressiver Medien bis hin zum präzisen Teilehandling und kraftgesteuerte Pressanwendungen.
Während der Formierung kommt es zur Gasbildung in der Batteriezelle. Dieses Gas muss abgesaugt werden. Dazu wird die Batteriezelle mit einer hohlen Lanze angestochen und das Gas so lange evakuiert, bis das erste Elektrolyt mit angesaugt wird. Das System schaltet um und pumpt das Elektrolyt zurück in die Batteriezelle, dann wird die Restmenge an Gas entfernt. Handlingsysteme von Festo helfen beim Be- und Entladen der Batteriezellen auf die Werkstückträger, die in der Prozesskamera ein- und ausgeführt werden.
Passende Produkte für das Entgasen und Verschweißen der Batteriezelle
Augmented Reality Animation (nur auf Englisch verfügbar)
Beim Schneiden wird ein breites Elektrodenband in mehrere, schmalere Elektrodenbänder unterteilt. Dieser Trennvorgang kann thermisch per Laserschnitt oder als mechanischer Messerschnitt mit einem rollierenden Messer durchgeführt werden. Um die Lebensdauer des Messers zu erhöhen, wird während des Schneidevorgangs Kühlflüssigkeit direkt auf die Klinge gespritzt. Dazu muss die Flüssigkeit in sehr kleinen Mengen kontrolliert dosiert werden. Für diese Aufgabe ist der Dosierkopf von Festo perfekt geeignet. Gibt es einen Maschinenstillstand während des Schneidvorgangs, werden die Elektrodenbänder über sogenannte „WebCatcher“ fixiert. Um eine schnelle Reaktionszeit und Geschwindigkeit zu gewährleisten, sind Schnellschaltventile und Zylinder im Einsatz.
Passende Produkte zum Schneiden und Klemmen der Elektrodenbänder
Bei der Fertigung einer Pouchzelle wird ein Stapelvorgang durchgeführt. Beim Stapelvorgang werden die Elektroden-Sheets in einem wiederholenden Zyklus aus Anode, Separator, Kathode, Separator usw. gestapelt. Für diesen Prozessschritt bietet Festo komplette elektrische Handhabungssysteme aus Achskinematik, Motoren und Antriebsreglern. Dabei sind alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt. Für den maximalen Output sind sehr hohe Geschwindigkeiten nötig. Dafür sorgt das Schnellschaltventil mit Schaltfrequenzen bis 500 Hz. Das notwendige Vakuum beim Ansaugen und Versetzen der Elektroden-Sheets wird über die Vakuumsaugdüsen erzeugt.
Passende Produkte für das Stapeln der Elektroden-Sheets
Das Befüllen der Batteriezelle mit Elektrolyt erfolgt, nachdem der Zellstapel bzw. die Jelly Roll in das Batteriegehäuse eingesetztwurde. Das Elektrolyt wird über das Quetschventil dosiert. Angesteuert wird es über Einzelventile oder Ventilinseln. Da Elektrolyt in Verbindung mit Wasser zu Flusssäure reagiert, muss die Umgebungsluft beim Befüllen der Batteriezellen sehr trocken sein. Um dies sicherzustellen, wird die Luft permanent aus der Maschinenzelle evakuiert und abgeleitet. Das notwendige Vakuum wird zentral über eine Vakuumpumpe generiert. Die Regelung übernimmt ein System aus Quetschventilen, Ventilinseln und Drucksensoren.
Passende Produkte für das Befüllen mit Elektrolyt
Elektrofahrzeuge liegen im Trend. Entscheidender Erfolgsfaktor sind leistungsstarke und kostengünstige Batterien. In Großbritannien legt das Pilotprojekt AMPLiFII bei WMG den Grundstein für eine neue Generation von Antriebsbatterien. Daran beteiligt: innovative Automatisierungstechnik von Horizon Instruments mit Festo Pick-and-Place-Lösung.
Die Herstellung von Batteriezellen ist ein hochsensibler Prozess mit unterschiedlichsten Anforderungen. Verunreinigungen wie Kupfer, Zink oder elektrisch leitende bzw. nichtleitende Partikel können die Qualität der Batterien mindern oder sie unbrauchbar machen.
Da es keine gesetzliche Norm gibt, bewertet Festo sein Produktdesign nach gängigen Kriterien und auf Basis detaillierter Kundenanforderungen. Um die Sicherheit der Batteriezellenproduktion sicherzustellen, werden häufig Reinraumprodukte und Produkte mit Restriktionen in Bezug auf Buntmetalle wie Kupfer und Zink benötigt.
Zusätzlich spielt die Produktionsumgebung bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien eine wichtige Rolle. Produkte in der Zellproduktion sind oft einer trockenen Raumumgebung mit Taupunkten bis zu -80 °C ausgesetzt.
Abhängig von Elektrolyt und Elektrodenmaterial können Kupfer, Zink und Nickel bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien als Störpartikel wirken. Daher hat Festo für seine Produktentwicklung Kriterien für die Restriktionen in Bezug auf Kupfer, Zink und Nickel definiert: metallische Materialien, deren Hauptbestandteile entweder Kupfer, Zink oder Nickel sind, sind von der Verwendung ausgeschlossen. Unabhängig davon erfordern einige Legierungen jedoch Zusätze dieser Elemente innerhalb der Metallmatrix.
Ausnahmen von den Materialbeschränkungen bezüglich Kupfer, Zink und Nickel:
Viele Standardprodukte von Festo erfüllen bereits die von Festo definierten Restriktionen in Bezug auf Kupfer, Zink und Nickel. Diese finden Sie gekennzeichnet in der Broschüre "Automatisierungslösungen für die Batterieproduktion" und in der Übersicht in unseren Online Shop.
Produkte für die Batteriezellenproduktion
Für Produkte, die häufig für die Zellfertigung benötigt werden und die nicht als Standardprodukt der Definition von Festo entsprechen, gibt es spezielle Varianten der Produkte.
Diese Varianten sind mit "F1A" im Identcode gekennzeichnet und finden sich ebenfalls in der Broschüre und in der Produktübersicht.
Eine Trockenraumumgebung mit einem Drucktaupunkt von -50 °C bis teilweise -80 °C ist typisch für Lithium-Ionen-Zellfertigung. Die Trockenraumumgebung hemmt die hydrophile Tendenz vieler Elektrolyte und verhindert die Gefahr der Bildung von schädlicher Flusssäure durch Reaktion mit der Umgebungsluftfeuchtigkeit.
Standardprodukte von Festo haben sich in Trockenraumanwendungen wie der Batterieproduktion bewährt. Festo Produkte können in einer Taupunktumgebung von -80 °C oder sogar darunter eingesetzt werden: Keines der ca. 60 verschiedenen Fette von Festo enthält Wasser als Bestandteil der Formulierung des Schmierstoffs.
Es ist daher nicht möglich, dass eines dieser Fette bei Kontakt mit auch nur sehr trockener Luft austrocknet. Außerdem benötigt keines der Fette von Festo Feuchtigkeit oder gar flüssiges Wasser, um seine Schmiereigenschaften zu erzielen oder zu erhalten.
Sie können Zylinder, Ventile, Greifer und Antriebe, alle Handling-, Vakuum- und Druckluftsysteme, Sensoren, Filter, Regler und Verschraubungen aus über 80 Produktserien von Festo in Reinraumumgebungen der ISO-Klasse 7 verwenden. Die meisten sind auch in Klasse 6 und 5, etliche sogar für Klasse 4 geeignet. Angepasste Sonderlösungen sind jederzeit möglich.
Alle unsere Reinraumprodukte werden nach ISO 14664 in Reinraumklassen klassifiziert. Weil die Partikelemission vom konkreten Einsatz abhängt, gehen Sie am besten mit unseren Spezialisten die genauen Anforderungen durch. Dann finden wir am schnellsten eine funktionierende Lösung.
Für Elektromobilität ist die Batteriefertigung der entscheidende Faktor. Seien Sie bei der Erschließung des vollen Potenzials dabei - mit Automatisierungstechnik von Festo.
Broschüren zum Download
Automatisierungslösungen für die Batterieproduktion (PDF)
Elektromobilität: Elektrifizierung des Antriebsstranges (PDF)
Das Wettrennen um die effizientesten Anlagen läuft bereits. Nach unseren Beobachtungen kann eine effiziente Automatisierung die Kosten der Batterieproduktion stark senken.
Was Festo dazu beitragen kann, sollten Sie Ihren Kollegen vielleicht weitersagen.