Batterien in Großserie Schuler wird Anbieter von Massenfertigungssystemen für Batteriezellen

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Schuler AG

Schuler übernimmt den italienischen Batteriezellenexperten Sovema. Damit wollen die Göppinger Systemanbieter in der Batteriezellenfertigung für die Automobilindustrie und andere Branchen werden.

Zusammen mit Sovema wird Schuler in Zukunft Maschinen und Anlagen entwickeln, die Gigafabriken in aller Welt für die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien benötigen, wie es heißt. Die Verfügbarkeit derartiger Batterien in großen Stückzahlen sei die wesentliche Voraussetzung dafür, dass der umweltfreundlichen E-Mobilität im Straßenverkehr der Weg bereitet werden könne.

Das könnte sich auszahlen. Denn Schätzungen zufolge soll sich die angebotene Speicherkapazität der jährlich hergestellten Lithium-Ionen-Batterien bis 2030 im Vergleich zu 2020 weltweit etwa verfünffachen. Ein Drittel der geplanten Kapazitäten soll dann in Europa entstehen, wo riesige Fabriken in Deutschland, in Italien, in Spanien sowie in Frankreich, Großbritannien, Schweden, Finnland, Polen und Ungarn geplant sind.

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Italienischer Spitzenreiter der Batteriezellenfertigung

Sovema aus dem italienischen Villafranca di Verona betreibt übrigens weitere Niederlassungen in den USA und China. Das Unternehmen gehört damit zu den führenden international tätigen Anbietern von Anlagen zur Fertigung hochwertiger Batteriezellen, wie Schuler betont. Mit dem Bau entsprechender Maschinen für Pilot- und Laborprojekte hat sich das Unternehmen im Automobilsektor sowie anderen Industrien einen Namen gemacht. Darüber hinaus sei Sovema der weltweit einzige Anbieter von automatisierten, schlüsselfertigen Anlagen für die Massenproduktion von Blei-Säure-Batterien. Mit Schuler als Eigentümer verbinde das Unternehmen jetzt seine technologische Kompetenz mit dem Schuler-Know-how bei der Fertigung komplexer Anlagen für die vernetzte Produktion von Bauteilen und Komponenten in großen Stückzahlen.

Schuler hat das richtige Zeug für die Massenfertigung

Die Lithium-Ionen-Zelle ist das Herzstück der in Elektrofahrzeugen installierten Akkupacks und bestimmt deren Leistung in Bezug auf Energiedichte, Lade- respektive Entladefähigkeit und Lebensdauer. Derzeit gibt es drei Batteriezellentypen am Markt: zylindrische, prismatische und sogenannte Pouch-Zellen.

Ein erster Prozessschritt beim Bau von zylindrischen Batteriezellen ist das sogenannte Wickeln, bei dem Anoden- und Kathodenfolien getrennt von Separatorfolien übereinandergelegt und gewickelt werden. Bei Pouch-Zellen werden Anoden- und Kathodenfolien zunächst vereinzelt und anschließend in einem wiederholenden Zyklus aus Anode, Separator, Kathode, Separator et cetera gestapelt. Prismatische Zellen lassen sich mit beiden Verfahren herstellen, wie man erfährt. Nach der Kontaktierung der Ableiterfolien wird der Wickel respektive der Stapel in das Zellgehäuse integriert und anschließend mit Elektrolyt befüllt. Schuler bietet, wie es weiter heißt, bereits heute Fertigungslinien für die wirtschaftliche Massenproduktion sowohl von prismatischen als auch von zylindrischen Batteriezellgehäusen an.

Von der Elektrodenherstellung bis zur Zellenprüfung

Die Sovema-Gruppe verfügt über Know-how zur Zellmontage und zur sogenannten Formierung, was von der Herstellung der Elektroden bis hin zur fertigen Zelle reicht, mit besonderen Kompetenzen bei der Automatisierung des Prozesses als auch bei der für die Formierung und Prüfung verwendeten Leistungselektronik.

Als Formierung bezeichnet man die ersten Lade- und Entladevorgänge der Batteriezelle. Dabei wird an der Anode eine Festelektrolytschicht (SEI) gebildet, die für die Funktion der Batteriezelle erforderlich ist. Der Prozess dauere bis zu 24 Stunden und führe zu einem Austritt von Gas. Erst danach kann die Zelle versiegelt werden. Der letzte Prozessschritt heißt „Aging“, bei dem die Zellen bis zu drei Wochen in Hochregalen lagern, um Kurzschlüsse zu identifizieren und die Zelleigenschaften zu überprüfen. Verändert sich die Leerlaufspannung in diesem Zeitraum nicht mehr, ist die Produktion abgeschlossen. In dieser Phase sind Endkontrollen erforderlich, um die Qualität der Zellen zu bestätigen, bevor sie zu Modulen und dann zu Packs zusammengesetzt werden. Auch das ist das Metier der Sovema Group.

Schuler setzt vermehrt auf nachhaltige Technologien

Schuler wird bei Sovema künftig der alleinige Eigentümer, betonen die Partner. Das Göppinger Unternehmen hat in den vergangenen fünf Jahren sein klassisches Produktangebot hocheffizienter Pressenlinien systematisch erweitert. Das Unternehmen ist heute führend bei der Digitalisierung und Vernetzung von umformungstechnischen Anlagen. Es bietet außerdem zunehmend Maschinen im Bereich der nachhaltigen Technologien an. Außer der Batteriegehäusefertigung gehören dazu auch Anlagen zur Herstellung von Blechen für Elektromotoren und zur Fertigung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren für die Wasserstoffindustrie.

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