Data-Mining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen
Zeitraum
2015-12-01 – 2018-12-31
Bewilligte Summe
3.057.415,57 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6089
Leistungsplansystematik
Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Batteriezellen werden durch Ausprägungen verschiedene Zielgrößen (z.B. Sicherheit, Energiedichte, Lebensdauer) charakterisiert. Diese Zielgrößen werden in der Entwicklung und Produktion durch eine Vielzahl von produkt- und produktionsprozessbezogenenen Parametern und Störgrößen beeinflusst. Damit hochqualitative Zellen mit hoher Leistungs- und Energiedichte wirtschaftlich und umweltfreundlich hergestellt werden können, ist detailliertes Wissen über die Wechselwirkungen zwischen Materialeigenschaften, Produkt- und Prozessparametern sowie sämtlichen Störgrößen mit der Performance der Zellen erforderlich. Dadurch und durch die Identifikation der relevanten Kenngrößen können Batteriezellen und Produktionssysteme hinsichtlich der technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Ziele optimiert werden. Durch eine intelligente Datenauswertung kann Transparenz über relevante Prozessparameter, Produkteigenschaften und über Energie- und Stoffströme geschaffen werden. Dafür werden Standards für Kennzahlen und Methoden zur Protokollierung und Messung entwickelt und eine an die identifizierten Anforderungen angepasste Messinfrastruktur realisiert. Die automatisierte (Online-) Analyse der erfassten Messdaten (Data Mining) ermöglicht die Identifikation von kausalen Strukturen, woraus sich Wissen über Zusammenhänge ableiten lässt. Anhand dieser Daten können empirische, physikochemische und mechanistische Modelle zum Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Eigenschaften der Batteriezelle entwickelt, kalibriert und validiert werden. Diese Erkenntnisse erlauben eine vollständige Bewertung von Kosten und Umweltwirkungen. Die erhobenen Daten und das erzeugte Wissen werden über eine rechnerunterstützte Plattform und geeignete Visualisierung zugänglich gemacht. Zur Ermittlung der umfangreichen Daten nutzt DaLion die Infrastruktur der Battery LabFactory Braunschweig (BLB), so dass die Produktion großformatiger Batteriezellen analysiert werden kann.
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