DORSMAN (FKZ 03XP0633A) - Wspólny projekt: Produkcja ogniw akumulatorowych oparta na danych i czujnikach - DORSMAN; Podprojekt: Przyspieszenie finalizacji ogniw i poprawa jakości akumulatorów litowo-jonowych poprzez zastosowanie innowacyjnej technologii czujników i pomiarów
Czas trwania: 1 stycznia 2025 - 31 grudnia 2027
Ten projekt badawczy, finansowany przez BMBF, ma na celu przyspieszenie produkcji akumulatorów litowo-jonowych.
Projekt wspólny „Produkcja ogniw akumulatorowych oparta na danych i czujnikach” (Data- and Sensor-based Manufacturing of Battery Cells, DORSMAN) bada, w jaki sposób produkcję baterii litowo-jonowych można uczynić bardziej efektywną pod względem zużycia zasobów i szybszą. Projekt jest finansowany przez Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF) (FKZ: 03XP0633A). Oprócz firmy Siemens, pełniącej rolę koordynatora, w skład konsorcjum wchodzą: Bio-Logic Science Instruments GmbH, Instytut Obrabiarek i Zarządzania Przemysłowego (iwb) na Uniwersytecie Technicznym w Monachium oraz Instytut Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych (ISEA) przy Uniwersytecie RWTH w Akwizgranie. Nadrzędnym celem projektu jest przyspieszenie produkcji baterii dzięki zastosowaniu innowacyjnych technologii czujnikowych oraz cyfryzacji.
Baterie są niezbędne dla powodzenia transformacji energetycznej i mobilności. Jednak proces ich produkcji jest czasochłonny, odsetek braków jest wysoki, a jakość baterii bywa zmienna i może być wiarygodnie określona jedynie przy użyciu złożonych metod pomiarowych. Szczególnie ostatnia faza procesu wytwarzania, czyli finalizacja ogniwa, jest bardzo czasochłonna. Obejmuje ona kilka etapów technologicznych. Do najbardziej czasochłonnych należą: proces zwilżania, podczas którego elektrolit rozmieszcza się w baterii, formowanie, czyli pierwsze ładowanie i rozładowanie ogniwa, oraz pomiar samorozładowania. Wynika to z faktu, że przy użyciu obecnie dostępnych metod nie można na bieżąco monitorować postępu tych procesów, co wymusza stosowanie z góry określonych, stałych czasów oczekiwania.
Projekt DORSMAN koncentruje się właśnie na tym aspekcie procesu produkcji. W instalacji produkcyjnej zostaną zintegrowane nowatorskie czujniki, umożliwiające uzyskanie głębszego wglądu w procesy elektrochemiczne zachodzące w ogniwie. Dodatkowo opracowane zostaną udoskonalone procedury pomiarowe do określania tempa samorozładowania. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy, pomiary te trwają od kilku dni do kilku tygodni. Badania będą prowadzone w celu skrócenia czasu pomiaru poprzez zastosowanie odpowiedniej technologii pomiarowej oraz zaawansowanej analizy danych.
Dotychczas czujniki i procedury pomiarowe były testowane jedynie na skalę laboratoryjną. W ramach projektu DORSMAN uzyskane wyniki zostaną przeniesione do zastosowań przemysłowych dzięki współpracy instytutów badawczych i przemysłu. Dla zakładu produkcyjnego zostanie utworzona infrastruktura cyfrowa, stanowiąca podstawę do sterowania procesem w trybie online na podstawie danych pomiarowych. Partnerzy projektu wdrożą opracowane rozwiązania w zakładzie pilotażowym, gdzie zostaną przetestowane. Następnie baterie będą produkowane w kilku kampaniach produkcyjnych, a na podstawie zarejestrowanych pomiarów wprowadzane będą korekty do procesu produkcji. Pomyślne wdrożenie umożliwi integrację technologii czujnikowej i urządzeń pomiarowych w przemysłowych instalacjach produkcyjnych.
Partnerzy konsorcjum:
Bio-Logic Science Instruments GmbH
Technische Universität München (TUM) (Uniwersytet Techniczny w Monachium)
Rheinisch-Westfälische Technische School Aachen (Uniwersytet RWTH w Akwizgranie)
Kontakty:
Kierownik projektu: felix.katzer@siemens.com
Kierownik finansowy: bianca.miene@siemens.com
Dostawca finansowania: BMFTR
