Spezifische Vorteile und erfolgreiche Umsetzung von modularen Mini-Umgebungen für die Produktion von Lithium-Ionen-Zellen

Die Herstellung von Li-Ionen-Zellen umfasst feuchtigkeitsempfindliche Prozesse, die in großen multifunktionalen Trockenräumen durchgeführt werden. Entfeuchtete Luft ist entscheidend, um mögliche negative Qualitätsverluste aufgrund von Feuchtigkeits Einflüssen zu vermeiden. Die Entfeuchtung der Luft auf die erforderlichen Taupunkte gehört zu den energieintensivsten Prozessen.

Trockenräume spielen daher eine bedeutende Rolle als Energiefresser in der Batteriezellenproduktion. Ein typischer Trockenraum in einer Batteriezellen-Gigafabrik benötigt 25 %[1]) des gesamten Energiebedarfs, wobei von durchschnittlichen Taupunkten und internen Feuchtigkeitslasten ausgegangen wird. Neue Zellchemien könnten sogar noch strengere Taupunktanforderungen benötigen, was zu einem noch höheren Energiebedarf führen würde.

Energiesparmaßnahmen und Emissionsreduktion haben für Zellproduzenten höchste Priorität, und OEMs verpflichten sich zur Kohlenstoffneutralität bis spätestens 2035, um die Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Mini-Umgebungen sind eine der technischen Lösungen für die genannten Herausforderungen. Durch die Reduzierung der Feuchtigkeitsquellen (keine Bediener, weniger Leckagen aufgrund des geringeren Gesamtvolumens) benötigen Mini-Umgebungen viel weniger Luft zur Entfeuchtung, was zu geringeren Investitionskosten (CAPEX) und einem reduzierten Energiebedarf (OPEX) führt.

Diese Präsentation greift die oben skizzierten Herausforderungen auf und beantwortet die Frage, wie ein modulares Mini-Umgebungssystem gestaltet werden muss, um diese bestmöglich zu bewältigen. Als Ergebnis wurde die Implementierung einer hochmodularen, flexiblen und individuell klimatisierten Umgebung für Batteriezellen entwickelt und wird vorgestellt.

1) Benjamin Dorn, PEM Aachen, KLIB Gesprächsrunde Pilotlinien, 10.2022