QueEn: »Qualitätsorientierte und energiebedarfsreduzierte Anlagentechnik für die LIB- und NextGen-Produktion in Mini-Environments«

Kurzbeschreibung

Im Projekt QueEn werden Lösungsansätze und Technologien entwickelt, die nachhaltig die gesamte Wertschöpfungskette unter wirtschaftlichen und umwelttechnischen Aspekten optimieren. Die Ergebnisse sollen eine neue Generation von Anlagentechnik in der Batteriezellfertigung einleiten.

Die Attraktivität von Environment-Lösungen besteht in der enormen Energiereduzierung als Folge von prozess- oder gar produktnaher Einkapselungen. In QueEn wird ein Mini-Environment-Konzept entwickelt und umgesetzt, welches im Ganzen den größten industriellen Herausforderungen begegnet. Steigende Produktions- und Prozessanforderungen machen es notwendig, auch zukünftige Zellmaterialien bei der Auslegung der Anlagentechnik zu berücksichtigen.  Derzeit bringen diese Materialien bestehende Entfeuchtungstechnologien noch an ihre technischen Grenzen.

Aus diesem Grund entwickeln wir eine innovative und energieeffiziente Entfeuchtungstechnologie für Mini-Environments. Begleitend werden intelligente Steuerungs- und Regelungsmethoden umgesetzt, die Wechselwirkungen zwischen Produktionstechnik und Atmosphäre sicherstellen. Mit einem Blick aus der industriellen Perspektive auf die gesamte Wertschöpfung, zeigt die anlagentechnischen Schnittstellen als besondere Herausforderung. Dies ist zum einen die Beschickung der Halbzeuge, die Behebung von Störfällen sowie die vollautomatisierte Anlagenverkettung, welche essenziell für hohe Durchsätze in zukünftigen Gigafabriken (wie z.B. Automotivsektor) sind.

Ebenso wird die umliegende Atmosphäre und die Einbindung der Konzepte in Fabriken erforscht. Ziel ist die Gestaltung eines modularen Baukastensystems, das die Übertragbarkeit des Mini-Environment-Konzeptes auch auf andere Bereiche der Wertschöpfungskette ermöglicht. Des Weiteren werden im Vorhaben Prozessinnovationen für den sicherheitskritischen und Engpass-Prozess »Elektrolytbefüllung« anvisiert. 

Der Arbeitsplan ist insgesamt in sieben Arbeitspakete unterteilt:

1. Das erste Paket befasst sich mit der ganzheitlichen Anforderungsanalyse. Hierbei soll eine Lösung entwickelt werden, die skalierbar und leicht zu individualisieren ist.
2. Im zweiten Arbeitspaket liegt der Schwerpunkt in den Prozessinnovationen. Insbesondere soll hier ein Innovationssprung in der Elektrolytbefüllung realisiert werden.
3. Das dritte Paket entwickelt eine für Mini-Environments zugeschnittene Entfeuchtungstechnologie. Des Weiteren werden hier Strömungsmodelle und -methoden realisiert, welche die Steuerung einer verketteten Gesamtanlage ermöglichen. 
4. Schritt vier sichert die erzielten Erkenntnisse und realisiert eine schnittstellenoptimierte Anlagentechnik unter Berücksichtigung der definierten Anforderungen. Außerdem erfolgt hier die erstmalige Anlageninbetriebnahme.
5. Das fünfte Arbeitspaket realisiert die digitale Umsetzung und befähigt die datengebundene Prozessoptimierung.
6. Im sechsten Paket wird der Demonstrator erprobt , um nach und nach Optimierungsansätze umzusetzen. 
7. Abgeschlossen wird das Projekt mit der Ableitung von Handlungs- und Adaptionsempfehlungen für die gesamte Wertschöpfungskette.