DaLion 4.0

Smarte Produktionslösungen in der Extrusion von Batteriemassen

Coperion unterstützt als Projektpartner die Technische Universität Braunschweig bei der Erforschung smarter Produktionslösungen in der Extrusion von Batteriemassen. Ziel des „DaLion 4.0“-Projekts (Data-Mining als Basis cyber-physischer Systeme in der Lithium-Ionen-Batteriezellproduktion) ist es, neue Industrie-4.0-Ansätze für die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln und die Erkenntnisse für eine effizientere und effektivere Herstellung nutzen zu können.

Der ZSK 18 MEGAlab Doppelschneckenextruder wird bei der Technischen Universität Braunschweig eingesetzt, um eine Modernisierung und neue Industrie-4.0-Ansätze bei der Herstellung von Batteriematerialien zu erforschen. © Coperion

Das „DaLion 4.0“-Projekt ist in verschiedene Handlungsfelder aufgeteilt und wird von mehreren Industriepartnern unterstützt. Ein Kernaspekt der Forschung ist die Untersuchung und Umstellung des Mischprozesses der Elektrodensuspension vom Batch-Verfahren auf die kontinuierliche Extrusion. Das kontinuierliche Extrusionsverfahren im Doppelschneckenextruder eignet sich hier besonders und bietet zahlreiche Eigenschaften zur Sicherung einer hohen und reproduzierbaren Endproduktqualität. Zudem lassen sich mit diesem Verfahren eine größere Materialeffizienz sowie eine optimierte, kosteneffizientere Batteriemassenherstellung erreichen. Sie bietet zudem eine hohe Zuverlässigkeit, lange Betriebszeiten sowie eine sichere Produktion auch bei Verwendung von Gefahrstoffen. Die TU Braunschweig verwendet für die Aufbereitung der Elektrodenmassen einen Coperion Doppelschneckenextruder ZSK 18 MEGAlab. Der Doppelschneckenextruder eignet sich für diese Aufgabe, da er mit optimalen Mischeigenschaften ausgestattet ist sowie über eine hohe Flexibilität und Sicherheit verfügt. Zudem ist ein sicheres Scaleup auf andere Baugrößen und damit Produktionsmaßstäbe möglich.

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Integrierte Industrie-4.0-Ansätze

Neben der Umstellung des Herstellungsprozesses auf die kontinuierliche Extrusion liegt der Fokus auf der Integration von Sensorik im Extruder, die die benötigten Daten für die Entwicklung der Industrie-4.0-Ansätze liefert. Im Laufe des Projektes ist eine enge Kooperation zwischen der Battery LabFactory, vertreten durch das Institut für Partikeltechnik der TU Braunschweig, und Coperion entstanden. Im engen Austausch haben sie Anforderungen und Möglichkeiten für die Integration neuer Sensorik abgestimmt. Coperion hat daraufhin erfolgreich einen hochpräzisen Drehmomentsensor in die Anlage integriert, der die Daten nicht nur lokal am Messstand ausgeben, sondern auch automatisiert in ein übergeordnetes Produktionssystem übertragen kann. Dies geschieht über eine von Coperion entwickelte Schnittstelle, die die Erstellung von Prozessmodellen zur Optimierung der Batteriemassenproduktion ermöglicht.

Battery LabFactory Braunschweig (BLB), www.tu-braunschweig.de/en/blb

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