Serie: Batterieforschung

Am Entwicklungszentrum Röntgentechnik des Fraunhofer IIS erdenken kluge Köpfe neue Ansätze, um mit ihrer Forschung und Entwicklung einen entscheidenden Beitrag zur Klimawende zu leisten. Dr. Steven Oeckl, Leiter der Abteilung Produktionsmonitoring, betont: »Wir haben in jedem einzelnen Sektor des Batterie-Lebenszyklus Anknüpfungspunkte und Technologien, die gewinnbringend für Industrie und Umwelt eingesetzt werden können. Dazu werden wir in dieser Magazinserie auch konkrete Anwendungsbeispiele nennen und einen Ausblick geben, was Weiteres zu erwarten sein wird. Natürlich wollen wir hiermit auch einen Kommunikationskanal aufmachen, sodass Leute, die sich für das Thema interessieren, mit uns in Kontakt treten können«,

Kommen Sie mit auf eine Reise in das Innere der Energiespeicher, in die Fabriken der Mobilitätswende, zu riesigen Teilchenbeschleunigern und mikroskopisch kleinen Nanopartikeln. 

Batterie-Analyse: Geht nicht? Gibt’s nicht.

Wir kümmern uns um jeden, der in der Wertschöpfungskette Batterie Fragestellungen hat«, betont Dr. Steven Oeckl, Abteilungsleiter Produktionsmonitoring am Entwicklungszentrum Röntgentechnik. Von Material-Charakterisierung über Material-Gewinnung, bis hin zu Produktion, Logistik, Handel und Recycling: Für jeden Schritt im Lebenszyklus von Batterien haben die Röntgenspezialisten eine passende Technologie. Oft gehen diese Lösungen dabei über herkömmliche Methoden hinaus. 

Beispiel: Ein Batteriehersteller beklagt den hohen Ausschuss, also fehlerbehaftete Produkte, die relativ spät im Produktionsprozess aussortiert werden müssen. Die Forschenden können mit ihren Technologien nicht nur bereits sehr früh diese Bauteile identifizieren und aussortieren, sondern auch in Kombination mit den Produktionsparametern ein Modell auf Basis künstlicher Intelligenz erstellen. Mithilfe dieses Modells kann nicht nur vorhergesagt werden, welche Produktfehler sich aus einer bestimmten Einstellung der Produktionsparameter ergeben. Sondern es können auch Parameteranpassungen empfohlen werden, um Produktfehler von vornherein zu vermeiden.

»Zerstörungsfreie Prüfung ist eines unserer Steckenpferde«
- Dr. Steven Oeckl

Auch wenn die Batterie schon mitten in ihrem Lebenszyklus steckt, kann die Zusammenarbeit mit dem Entwicklungszentrum einen Mehrwert liefern. Die Zustandsbewertung ohne Beschädigung der Batteriemodule wird bei einem stetig wachsenden Gebrauchtwagenmarkt für E-Autos immer wichtiger. Dabei punktet das Zentrum mit seinen jahrzehntelangen Erfahrungen im Bereich Röntgenbildgebung, optische Sensorik und Magnetresonanzverfahren. »Zerstörungsfreie Prüfung ist eines unserer Steckenpferde«, so Dr. Steven Oeckl.

Wenn die Batterie ihren Dienst erfüllt hat, kommt das Recycling ins Spiel. Gerade bei einem Objekt, in dem so viele seltene Rohstoffe stecken, ist dieser Schritt von enormer Bedeutung. So gilt Recycling wohl als wichtigste Voraussetzung für das Gelingen einer Mobilitätswende auf Basis von Elektromobilität. Besondere Schwierigkeiten macht momentan noch die Trennung einzelner Bestandteile einer Batterie. Wie das effizient und sauber gelingen kann, auch darauf hat das Entwicklungszentrum Röntgentechnik eine Antwort: Die Magnetpartikelspektroskopie. »Wir versehen einzelne Batteriezellen-Materialien mit Nanopartikeln, was sie mit einer eindeutigen ID ausstattet. Beim Recycling kann man sie dann sauber rückverfolgen und voneinander trennen.«

Text von Lucas Westermann, Redaktion Fraunhofer IIS