Die Vision der perfekten Batterieproduktion

Mit dem gemeinsamen Ziel einer sicheren und nachhaltigen Batterieproduktion optimiert Herrmann Ultraschall gemeinsam mit CUSTOMCELLS den Ultraschall-Schweißprozess von Batteriezellen. Erste Ergebnisse der Kooperation zeigen ein enormes Einsparpotenzial bei Energie und Ausschuss.

Bis zu 75 Prozent weniger Energieverbrauch und minimale Ausschussraten: Indem das Ultraschall-Prozess-Know-how aus anderen Branchen auf das Verschweißen von Batteriezellen übertragen wurde, gelang es Herrmann, Batteriezellen deutlich sicherer und reproduzierbarer zu verbinden als mit herkömmlichen Fügeverfahren. Um diese Werte auch in der Praxis zu verifizieren, arbeitet das Unternehmen eng mit CUSTOMCELLS zusammen, einem der weltweit führenden Entwickler kundenspezifischer Lithium-Ionen-Batteriezellen im Batteriesegment.

Schon in einem ersten Schweißprojekt der beiden Unternehmen hat sich gezeigt, dass die Ultraschalltechnologie von Herrmann einen großen Mehrwert als Fügetechnologie von Batteriezellen bieten kann. Dabei konnte durch die Messung und Analyse der Schweißparameter sowie die Bereitstellung präzise angepasster Schweißwerkzeuge für die Vor- und Hauptschweißung die Ausschussrate von Batteriezellen mit besonderem Tab-Design signifikant reduziert werden.

In einem weiteren Schritt wird nun gemeinsam ein Schweißprozess für das Versiegeln von Pouch-Zellen entwickelt. Diese Batteriezellen werden noch häufig mit Heißsiegeln verschlossen, was mit hohem Energieaufwand und möglichen Beschädigungen der Zellen verbunden ist. Da das Ultraschallschweißen ohne externe Hitzezufuhr arbeitet, kann der Fügeprozess damit deutlich energieeffizienter und prozesssicherer gestaltet werden. Erste Schweißversuche bestätigten die Erfahrungswerte, die Herrmann im Versiegeln von Pouch-Verpackungen in der Lebensmittelindustrie gesammelt hat.

„In CUSTOMCELLS haben wir einen zuverlässigen und innovativen Entwicklungspartner gefunden, der uns dabei hilft, unsere Erfahrungswerte und unser Know-how aus unseren Ultraschall-Laboren auch in der Praxis unter Beweis zu stellen. So können wir die Prozesse noch weiter optimieren und unser Ziel einer wirklich nachhaltigen, prozesssicheren Batterieproduktion erreichen“, erklärt Markus Haas, Global Sales Director METALS bei Herrmann.

Bisher wurden die Schweißprozesse hauptsächlich für den Einsatz an Handarbeitsplätzen für kleinere Stückzahlen entwickelt. Mit der Entwicklung eines Prozesses für die Versiegelung von Batteriezellen in automatisierten Anlagen besteht weiteres Potenzial, um die Produktion mit geringeren Zykluszeiten erheblich effizienter zu gestalten. Auch hier kann Herrmann auf umfangreiche Erfahrung aus der Lebensmittelindustrie zurückgreifen, wo Verpackungen im Dauerbetrieb in großer Stückzahl per Ultraschall gesiegelt werden.