Antrieb für eine saubere Zukunft: Exyte gestaltet die nachhaltige Batteriefertigung

Batterien versorgen nicht nur Alltagsgeräte wie Smartphones und Laptops mit Strom, sondern ermöglichen auch die weltweite Umstellung auf erneuerbare Energien, emissionsfreien Verkehr und nachhaltige Mobilität. So sind moderne Batterien weitgehend zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres Alltags geworden. Getreu der Vision zur Schaffung einer besseren Zukunft engagiert Exyte sich in der Batterieindustrie. Da der weltweite Batteriemarkt und die globale Nachfrage nach Batterien weiterhin wachsen, gewinnen wichtige Kennzahlen für Batterieprojekte wie Termine, Kosten und Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung.

Energie- und Kosteneinsparungen sind nicht nur für die Massenfertigung entscheidend, sondern ebenso wichtig bei der Erforschung und Entwicklung neuer Batteriezellen in weit kleinerem Maßstab. Exytes neueste Antwort auf diese Anforderungen sind Mini-Environments, kleine Kabinen aus Stahl, in denen einzelne Prozessschritte vollzogen werden können. Es handelt sich dabei um autonome, voll automatisierte Mini-Trockenräume, die auf den ersten Blick wie einfache Pförtnerhäuschen aussehen. Doch hinter dem bescheidenen Erscheinungsbild verbergen sich handfeste Vorteile. „Wir sind fest überzeugt, dass die Batterieindustrie mithilfe von Mini-Environments ihren Energieverbrauch signifikant senken, ihre Betriebskosten reduzieren und ihre allgemeine Umweltbilanz verbessern kann“, erklärt Nicole Neub, Direktorin der Business Unit Batterietechnologie bei der Exyte-Tochtergesellschaft Exentec, einem weltweit tätigen Anbieter von modernen Lösungen für Reinraum- und Produktionsumgebungen.

Trockene Luft – entscheidend für den Erfolg

Wie lässt sich der Energieverbrauch reduzieren? Im Gegensatz zur Batteriezellenfertigung in großen, offenen Trockenräumen wird in Mini-Environments weniger trockene Luft benötigt, um die einzelnen Produktionsschritte in der kleinen und somit einfacher zu regulierenden Umgebung voneinander zu trennen.

Neub, eine Ingenieurin mit Erfahrung im Sondermaschinenbau, erklärt: „Sowohl für die Entwicklung als auch die Fertigung von Batteriezellen braucht man eine absolut trockene Umgebung, die streng überwacht und kontrolliert wird. Faktoren wie Luftfeuchtigkeit und Luftstrom müssen gemanagt und reguliert werden, da sie die Qualität und Zuverlässigkeit der produzierten Batteriezellen beeinträchtigen können.“

Die Trennung von Mensch und Produkt

Die Aufgabe, Menschen vom Produkt, nämlich den Batteriezellen, zu trennen, ist ebenso einfach wie schwierig. „Das größte Risiko für die Trockenraumumgebung sind und bleiben die Menschen, die darin arbeiten“, erklärt Neub. „Wir müssen uns Menschen als warme, Feuchtigkeit abgebende Objekte vorstellen, die durch den Produktionsbereich schwirren und überall, wo sie auftauchen, das Idealklima stören. Diese Störungen wieder auszugleichen, war bei der Entwicklung von Mini-Environments unsere Hauptaufgabe.“

Gamechanger mit vielen Vorteilen

Aber Energieeinsparungen sind bei Weitem nicht der einzige Vorteil. „Für uns ist diese Technologie nicht nur die Zukunft bei der Optimierung von Gigafabriken für die Massenfertigung, sondern auch ein Weg, um unsere Kunden aus der Batterieindustrie zu unterstützten. Sie erlaubt ihnen die effiziente, nachhaltige Erforschung und Entwicklung von neuen Batteriezellchemien in kleinerem Maßstab, bevor diese für die Markteinführung und Massenfertigung freigegeben werden“, erzählt Neub begeistert.

Ein diesem Zweck gewidmetes Pilotprojekt wird aktuell am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) durchgeführt. In insgesamt fünf automatisierten, modularen Mini-Environment-Kabinen sind kritische Prozessschritte für Prüfung und Entwicklung von neuen Batteriezellchemien in kleinem Maßstab untergebracht. Das KIT nutzt die Einrichtung für die eigene Forschung und bietet sie zusätzlich auch Partnern aus der Industrie an.

„Das System von Mini-Environments, das wir für das KIT entwickelt haben, ermöglicht durch rekonfigurierbare, anpassbare Produktionsumgebungen die Herstellung von Zellen und Komponenten in kleinen Stückzahlen“, erklärt Neub. Tatsächlich besitzen die einzelnen Kabinen im KIT jeweils eine individuelle Klimaregelung, damit das System die für die verschiedenen Produktionsschritte erforderlichen Taupunkte von bis zu -50 °C erreichen kann. „Die Kabinen ermöglichen die parallele, doch individuelle Prüfung und Entwicklung von neuen Batteriezellchemien, ohne dass man dafür mehrere, getrennte Labore für verschiedene Klimabedingungen braucht“, erklärt Neub.

Exyte sieht die Zukunft und das Potenzial von Mini-Environments optimistisch. „Wir sind zuversichtlich, dass diese neue Technologie sich als Gamechanger erweisen kann, insbesondere in puncto Nachhaltigkeit, die bei allen von uns entwickelten Innovationen eine hohe Priorität hat“, meint Neub abschließend.