Ausschuss vermeiden, Energie einsparen
So fallen bei der Produktion von Batteriezellen bisher sechs bis 16 Prozent Ausschuss an, der sortiert, abtransportiert und entsorgt werden muss. »Jedes Prozent das wir hier einsparen können, ist ein Gewinn für die Unternehmen und für die Umwelt«, betont der Forscher und Manager. »Dasselbe gilt für die Energie: Je effizienter eine Fabrik arbeitet, desto geringer sind die Stromkosten und – wenn fossile Energieträger genutzt werden – die Emissionen an Treibhausgasen.«
Der Schlüssel zu einer ressourcenschonenden und energieeffizienten Produktion von Batteriezellen ist die Digitalisierung, davon ist das Autorenteam überzeugt. Durch digitalisierte Produktionssteuerung lassen sich nicht nur die Fertigungsprozesse beschleunigen und flexibel an Kundenwünsche anpassen, sondern auch Qualitätsmängel frühzeitig aufspüren: Bauteile, die nicht den Kriterien entsprechen, können aussortiert werden, durch digitale Fehleranalyse lassen sich außerdem schnell die Ursachen der mangelnden Produktqualität identifizieren und Herstellungsprozesse nachjustieren. Das spart Zeit, Material und Energie.
»Die Daten, die während der Produktion gesammelt werden, lassen sich anschließend nutzen, um für jede Zelle einen Steckbrief zu erstellen, der sie ein ganzes Produktleben lang begleitet«, erläutert Birke. Ein solcher Steckbrief würde beispielsweise die Informationen enthalten, aus welchen Materialien die Zelle gefertigt wurde, aus welchen Substanzen die Elektroden bestehen und wie viel Elektrolyt zugegeben wurde – speziell hierfür wurde am Fraunhofer IPA ein intelligenter Werkstück-Träger entwickelt, der beispielsweise das Gewicht digital bestimmt.