IQ-EL – Inline-Zwischenproduktanalyse und Ableitung eines Quality Gate-Konzepts für die Elektrodenfertigung

Das Projekt widmet sich der Entwicklung und dem Einsatz von produktionsbegleitenden Qualitätssicherungsmaßnahmen, die den kompletten Fertigungsprozess von Batterieelektroden erfassen. Die Implementierung von neuartigen und leistungsfähigen inline-Messverfahren ermöglicht eine weitergehende Prozesserfassung, woraus ein verbessertes Prozessverständnis und eine erhöhte Prozesskontrolle in diesem Bereich erfolgt. Die aus der Verfügbarkeit von inline-Analytikmethoden resultierende Fähigkeit zur Erfassung und Festlegung von Prozesstoleranzen erlaubt zudem die Einrichtung eines Quality Gate-Konzepts, das zur produktionsbegleitenden Prozessüberwachung eingesetzt werden kann. Hierdurch werden Freigabeprozesse für möglichst alle Zwischenprodukte etabliert, die hohe Qualitätsstandards innerhalb jeden Prozessschritts sicherstellen. Die Anwendung dieser Maßnahmen führt zu Performance-Optimierung und Ausschussminimierung, womit sich gleichzeitig effiziente Möglichkeiten zur Kostenreduzierung bei der Batteriefertigung ergeben.

Inline-Zwischenproduktanalysefür die Elektrodenfertigung. Abbildung einer beschichteten Elektrode während eines Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsprozess.

Das Vorhaben deckt mit der Elektrodenfertigung einen zentralen Abschnitt der in AQua betrachteten Wertschöpfungskette ab, der bisher nur unzureichend mit qualitätssichernden Maßnahmen erfasst wird. Dabei wird ein besonders fehlersensitiver Bereich der Zellfertigungsprozesskette betrachtet, da Defekte aus diesem Abschnitt in den nachfolgenden Produktionsphasen häufig nicht mehr korrigiert werden können und sich meist erst zum Ende der Prozesskette in der formierten Zelle zeigen. In diesem für die Zelleigenschaften wesentlichen Prozessabschnitt wird durch die Entwicklung und Anwendung von innovativen inline-Messmethoden eine Analytik- und Qualitätssicherungsplattform geschaffen, die sowohl der Charakterisierung und Echtzeitbewertung von Zwischenprodukten bei der Elektrodenfertigung dient, als auch Kennzahlen für die Festlegung von Sollwert/Toleranzfestlegungen liefert. Diese Maßnahmen erlauben es, die Produktion robuster und unempfindlicher gegenüber Prozessstörungen zu gestalten und so den Kostenaufwand zur Aufrechterhaltung einer stabilen Produktion zu reduzieren.