Einer der wichtigsten Faktoren in der Batterietechnik ist die Lebensdauer. Je länger eine Batterie hält, desto mehr kann bei den Inhaltsstoffen und Ressourcen, den Produktionsprozessen und der Wartung eingespart und optimiert werden. Gleichzeitig sind Batterien ein komplexes Gut, das auf verschiedene Umgebungen und unter verschiedenen Betriebsmodi unterschiedlich reagiert. Um künftige Potenziale zu erforschen, benötigt es entsprechender Methodik und einer umfassenden Grundlage an relevantem Datenmaterial.

Zu diesem Zweck haben CATL und das Batterie-Innovations- und Technologie-Center BITC des Fraunhofer IKTS 2020 die Zusammenarbeit aufgenommen. Als weltweit agierender Batteriehersteller mit besonderem Fokus auf Forschung und Entwicklung verfügt CATL über die nötigen Grundlagen und Kapazitäten, um bei der Generierung und Bereitstellung solcher Daten zu helfen. Das 2020 eröffnete BITC erforscht mit innovativen, datengetriebenen Methoden die Produktion von Energiespeichern. Durch die Standortnähe beider Partner in Thüringen am Erfurter Kreuz öffnete sich die Tür für die erste Kooperation dieser Art in Deutschland.

Jason Chen, Geschäftsführer CATL Thüringen: »Mit unserer Batterietechnik wollen wir den Übergang zu einer nachhaltigeren Zukunft unterstützen. Um Elektrifizierung und Dekarbonisierung voranzutreiben, ist Innovation das A und O. Forschung und Entwicklung sind seit jeher Kernpfeiler unseres Unternehmens. Wir freuen uns sehr, diese gemeinsam mit dem Fraunhofer IKTS und dem Freistaat Thüringen in Deutschland voranzubringen.«

Mit Unterstützung des Freistaats Thüringen haben CATL und das Fraunhofer IKTS im Rahmen des Projekts »BattLife« eine gemeinsam entwickelte High-End-Testanlage im CATL-Werk am Erfurter Kreuz errichtet. In dieser Anlage können verschiedene Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen, Luftfeuchtigkeiten sowie Lade- und Entladezeiten an einer Vielzahl von Testobjekten gleichzeitig simuliert werden. Die gesammelten Daten werden von den Experten für Technologie und Modellierung des Fraunhofer IKTS unter Zuhilfenahme modernster Methodik analysiert und ausgewertet. Auf dieser Basis können die Forschenden Modellierungen und Simulationen erstellen, mit denen sich die Lebensdauer von Batterien beschreiben lässt – ein großer Gewinn für die Industrie und die zukünftige Entwicklung der Batterietechnologie.

»Die so dringend notwendige Dekarbonisierung der Wirtschaft lässt sich ohne Batterietechnik nicht verwirklichen. Das zeigt, wie bedeutsam die Forschungsarbeit ist, die CATL und das Fraunhofer IKTS hier betreiben. Dabei macht es mich stolz, dass Thüringen auf einem guten Weg ist, sich zu einem führenden Standort der Batterieforschung und -produktion zu entwickeln«, sagt Thüringens Wirtschaftsminister Wolfgang Tiefensee.

Seit Beginn der Kooperation vor drei Jahren wurden von CATL-Mitarbeitenden hunderte von Tests durchgeführt und tausende von Datenpunkten erzeugt. Auf Grundlage dieser Daten erstellte das IKTS das erste Batterie-Lebensdauer-Entwicklungsmodell seiner Art in Deutschland.

Basierend auf diesen Ergebnissen wollen das Fraunhofer IKTS und CATL die Zusammenarbeit im neuen Projekt »BattForce«, das bis 2027 laufen wird, weiter ausbauen. Im Fokus steht der Prozess der Batteriequellung, der sich als eine der wichtigsten Determinanten im Lebenszyklus von Batterien herausgestellt hat. Um die Datenerhebung zu diesem Zweck zu ermöglichen, wird das Testzentrum erweitert und mit einer neuen, von CATL und Fraunhofer IKTS entwickelten Technologie ausgestattet.

Dr. Roland Weidl, stellvertretender Institutsleiter Fraunhofer IKTS, Leiter Batterie-Innovations- und Technologie-Center BITC: »BattForce ist die notwendige und logische Weiterentwicklung unserer bisherigen gemeinsamen Arbeit. Dabei wird unser Fraunhofer Know-how zu industriellen Messmethoden präzisere Ergebnisse und damit optimierte Daten liefern, um die Bedingungen in Elektrofahrzeugen noch besser abbilden und vorhersagen zu können.«