Batterieproduktion mit digitalem Zwilling

Dürr und Grob setzen die strategische Kooperation im Bereich Batteriefertigung fort. Der dritte Gründungspartner, der Maschinenbauer Manz, ist ausgestiegen. Dennoch bieten Dürr und Grob durch die Weiter- und Neuentwicklung ihrer Technologien für die Batteriezellenfertigung auch künftig nahezu die gesamte Wertschöpfungskette aus europäischer Hand an.
Im September 2022 hatten die Dürr AG, die Grob-Werke GmbH & Co.KG sowie die Manz AG die strategische Kooperation zur gemeinsamen Akquise und Bearbeitung von Projekten zur Ausrüstung kompletter Batteriefabriken beschlossen. Auch nach dem Ausstieg von Manz bleibt es das Ziel der Partnerschaft, sich gemeinsam als Systemanbieter von Batterieproduktionsanlagen in Europa und Nordamerika zu etablieren.
Die strategische Kooperation fokussiert sich auf den Automobilsektor und den Markt für stationäre Batteriespeicher, in denen eine deutlich wachsende Nachfrage zu verzeichnen ist. Stationäre Speicher nehmen überschüssige Energie aus Sonnen- und Windkraft auf, so dass Schwankungen in der Stromversorgung ausgeglichen werden können. Außerdem dienen sie als Heimspeicherlösungen für Solarstrom aus privaten Anlagen.
Obwohl die Elektromobilität aktuell langsamer voranschreitet als erwartet, lässt sie den Bedarf an Batterieproduktionstechnik stark steigen. Mehrere Batterie- und Automobilproduzenten in Europa investieren deshalb in Batteriefabriken. Sie bauen eigene Fertigungskapazitäten auf.
Weniger Platz- und Energiebedarf, dafür mehr Leistungsfähigkeit und höchste Batteriezellqualität – das ist der Ansatz der Maschinenbauer Dürr und Grob für die neue Konzeptfabrik zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Während der Messe „The Battery Show Europe“ in Stuttgart zeigten die Partner, welche technischen Innovationen dies ermöglichen. Schlüsseltechnologien sind die Trockenbeschichtung der Elektroden, die ohne Trocknungsprozess auskommt, und eine leistungsstarke Z-Faltertechnologie für die Zellassemblierung.

Durchgängige Digitalisierung

Ergänzt wird die Anlagentechnik von einer durchgängigen digitalen Abbildung des Produktionsprozesses. Bereits in der Planungsphase vor dem Produktionsstart ermöglicht ein digitaler Zwilling die Simulation der gesamten Fabrik und beschleunigt die Umsetzung vor Ort.
Die Daten aus der Simulation fließen in die MES/MOM-Software der Dürr-Tochter iTAC ein, mit der sich alle Produktionsschritte in der Batteriefertigung steuern und planen lassen. Wichtige Funktionen sind die Rückverfolgbarkeit und Qualitätsanalyse, um Fehler in der Produktion zu vermeiden. So wird in Summe eine Produktion mit hoher Gesamtanlageneffektivität erreicht.

Weniger Rohstoffverbrauch

Die Kooperation zielt darauf ab, den Energieverbrauch bei der Zellfertigung zu minimieren und die Qualität der produzierten Batteriezellen zu steigern. „Das erreichen wir zum einen durch die hohe Verfügbarkeit unserer automatisierten Maschinen und Anlagen und zum anderen durch ein durchgängiges Digitalisierungskonzept, mit dem unsere Kunden sämtliche Produktionsschritte überwachen können“, erklärt Dr. Jochen Weyrauch, Vorstandsvorsitzender von Dürr.
Im Dezember erhielt Dürr vom italienischen Batteriehersteller FIB einen Großauftrag. Im Werk in Teverola nahe Neapel wird ein schlüsselfertiges System zur Elektrodenbeschichtung installiert. Die Anlage ist für die Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen mit einer Gesamtleistung von acht Gigawattstunden pro Jahr ausgelegt.
Die Kooperationspartner setzen bereits erste Projekte gemeinsam um. So beliefern sie beispielsweise einen europäischen Zellhersteller mit Maschinen zur Herstellung von leistungsstarken Batteriezellen. Dürr installiert Anlagen zur klassischen Nassbeschichtung von Elektroden, was dem aktuellen Stand der Technik entspricht, und plant eine Pilotanlage für die effiziente und nachhaltige Trockenbeschichtung. Grob liefert die komplette Zellassemblierung auf Basis der innovativen Laminationstechnologie, die eine deutliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit und damit niedrigere Herstellkosten ermöglicht.