Die Batteriezellfertigung bewegt sich im Spannungsfeld extremer Sauberkeit, höchster Präzision und steigender Taktzahlen – nur wer alle drei Faktoren beherrscht, sichert Qualität und Wirtschaftlichkeit.
Rein
In der Batteriezellfertigung entscheiden kleinste Verunreinigungen über Ausschuss oder Funktionsfähigkeit. Mikroskopisch kleine Partikel können empfindliche Separatoren beschädigen oder chemische Reaktionen auslösen. Feuchtigkeit gefährdet die Stabilität der Materialien. Gleichzeitig laufen Prozesse mit hauchdünnen Folien und sensiblen Beschichtungen ab, die extrem anfällig für Umwelteinflüsse sind. Die Lösung liegt in konsequent kontrollierten Produktionsumgebungen: Rein- und Trockenräume mit minimaler Partikel- und Feuchtebelastung sowie prozesssichere, emissionsarme Automation bilden die Grundlage für stabile Qualität und funktionssichere Zellen. SCHUNK-Produkte für die Batteriezellenfertigung verfügen über eine hochwertige Eloxierung und sind zertifiziert für Rein- und Trockenräume. Spezielle Schmierstoffe sind lithiumfrei und erhalten ihre Eigenschaften auch in extremer Trockenheit.
Präzise
Schon geringste Abweichungen in der Positionierung führen in der Zellfertigung zu elektrischen Ungleichgewichten, mechanischen Spannungen und damit zu Ausschuss. Beim Stapeln von Anoden, Kathoden und Separatoren oder beim Schneiden dünnster Elektrodenfolien sind Toleranzen im Mikrometerbereich entscheidend. Gleichzeitig reagieren empfindliche Materialien sensibel auf kleinste Kräfte oder Vibrationen. Gefordert sind daher durchgängig präzise Prozesse:
Exakte Führung und Positionierung, reproduzierbare Bewegungsabläufe sowie kontinuierliche Überwachung sichern die notwendige Wiederholgenauigkeit entlang der gesamten Prozesskette. SCHUNK Greifer etwa sind so ausgelegt, dass sie die Bauteile genau nach Anforderung, wie maximaler Flächenpressung oder definiertem Greifbereich, sicher bewegen und exakt positionieren können.
Schnell
Der steigende Bedarf an Batteriezellen erhöht den Druck auf Produktionsgeschwindigkeit und Kosten. Hohe Stückzahlen erfordern extrem kurze Zykluszeiten, etwa beim Stacking mit wenigen Zehntelsekunden pro Lage. Gleichzeitig darf die Geschwindigkeit nicht zulasten der Qualität gehen, da Fehler sofort wirtschaftliche Auswirkungen haben. Entscheidend ist daher das Zusammenspiel aus Geschwindigkeit und Stabilität: hochdynamische, automatisierte Prozesse, kurze Rüst- und Stillstandszeiten sowie eine durchgängige Prozesskontrolle ermöglichen hohe Ausbringung bei gleichbleibender Qualität. SCHUNK-Systeme erhöhen die Taktgeschwindigkeit etwa durch parallele Bearbeitungsstränge oder durch extrem schnelle Werkzeugwechsel, zum Beispiel beim Slitting.
SCHUNK-Lösungen für den Produktionsprozess
in der Batteriefertigung
Mixing
Homogenes Mischen von Aktivmaterialien und Bindern
Coating
Beschichten der Elektrodenfolien mit Aktivmaterial
Drying
Trocknen der beschichteten Elektroden unter kontrollierten Bedingungen
Calendering
Verdichten der Elektroden für definierte Materialeigenschaften
Slitting
Zuschneiden der Elektrodenbahnen auf exakte Breite
Präzision durch Hydrodehnspanntechnik
Beim Slitting kommt es auf gleichbleibend präzise Schnittqualität bei hoher Anlagenverfügbarkeit an. Schon kleinste Abweichungen wirken sich direkt auf die Elektrodenqualität aus. Gleichzeitig müssen Messerwechsel schnell erfolgen, um Stillstände zu minimieren. Hydrodehnspanntechnik ermöglicht ein vibrationsarmes Spannen der Schneidmesser und sorgt so für stabile Prozesse, saubere Schnittkanten und eine hohe Effizienz im laufenden Betrieb.
Hydrodehnspanndorn
Vacuum drying
Entfernen von Restfeuchte unter Vakuumbedingungen
Stacking
Schichtweises Stapeln von Anode, Kathode und Separator
Präzises Handling von Elektroden für Pouch und prismatische Zellen
Beim Stacking bestimmen Positioniergenauigkeit und Taktzeit die Qualität der Zellstacks. Bereits minimale Versätze können zu fehlerhaften Schichtaufbauten führen und Ausschuss verursachen. Durch präzise geführte Bewegungen und synchronisierte Abläufe lassen sich Elektrodenlagen exakt positionieren. Parallelisierte Prozessschritte erhöhen zusätzlich die Geschwindigkeit und verbessern die Ausbringung.
Stacking-
Einheit
Packaging
Einbringen des Zellstapels in das Gehäuse
Sicherer Transport ohne Verschiebung
Nach dem Stacking müssen empfindliche Zellstacks prozesssicher transportiert werden. Schon geringfügiges Verrutschen der Schichten beeinträchtigt die Funktion der Zelle. Entscheidend ist daher eine stabile Fixierung bei gleichzeitig schonender Handhabung. Angepasste Greif- und Haltekonzepte sichern den Stack zuverlässig, minimieren mechanische Belastungen und gewährleisten eine gleichbleibend hohe Qualität entlang der Prozesskette.
Handling-
Einheit
Filling
Befüllen der Zelle mit Elektrolyt
Formatting
Erstladen zur Aktivierung der elektrochemischen Prozesse
Effizientes Be- und Entladen von Batteriezellen
In den Prozessschritten Formatting und Aging werden Batteriezellen in ihrer chemischen Funktion aktiviert. Die Handhabung großer Zellmengen in kurzen Zyklen stellt hohe Anforderungen an Effizienz und Prozesssicherheit. Gefragt sind flexible, automatisierte Abläufe, die einen schnellen Materialfluss ermöglichen und gleichzeitig den schonenden Umgang mit den sensiblen Zellen sicherstellen.
Mehrfach-
greifeinheit
Degassing
Entfernen von Gasen aus der Zelle
Aging
Stabilisieren der Zellchemie durch kontrollierte Lagerung
Effizientes Be- und Entladen von Batteriezellen
In den Prozessschritten Formatting und Aging werden Batteriezellen in ihrer chemischen Funktion aktiviert. Die Handhabung großer Zellmengen in kurzen Zyklen stellt hohe Anforderungen an Effizienz und Prozesssicherheit. Gefragt sind flexible, automatisierte Abläufe, die einen schnellen Materialfluss ermöglichen und gleichzeitig den schonenden Umgang mit den sensiblen Zellen sicherstellen.
Mehrfach-
greifeinheit
Testing
Prüfen von Leistung, Sicherheit und Qualität