Laden Lagern und Testen der Batteriezelle
Innovation 14.11.2019 3 Min.
Wie wir an der Batteriezelle der Zukunft forschen.

Schon lange fertigen wir bei der BMW Group Hochvoltbatterien für unsere vollelektrischen Fahrzeuge und die Plug-in-Hybride. Wir beschäftigen uns aber auch intensiv seit über zehn Jahren mit Batteriezellen und damit haben wir den gleichen Wissensstand wie die etablierten Zellhersteller. In diesem Beitrag erklären wir den Unterschied zwischen einer Batteriezelle und einer Hochvoltbatterie sowie die sechs Schritte, wie wir Prototypen von Batteriezellen in unserem neuen Kompetenzzentrum Batteriezelle fertigen. An diesem Standort haben wir unsere gesamtes Wissen und Know-how zusammengezogen. 

Beschichten und Trocknen der Elektrode
Batteriezelllabor Bearbeitung der Materialien
Mischen und Dosieren

Vom Entwickeln über die Materialauswahl hin zu fertigen Batteriezellprototypen sowie umfassenden Alltagstest findet komplett alles im neuen Kompetenzzentrum Batteriezelle im Münchner Norden statt. 

 


Batteriezelle: Wir wissen, wie es geht
Seit über zehn Jahren analysieren wir schon Batteriezellen: Materialien, Mechanik, Design sowie das Recycling. Damit haben wir den gleichen Wissensstand wie etablierte Zellhersteller. Gleichzeitig möchten wir aber unser Know-how, was Batteriezelle und Fertigung – auch in Großserie – betrifft, weiter ausbauen. Mit dem Produzieren von Batteriezell-Prototypen können wir Wertschöpfungs-Prozesse vollständig analysieren und damit verstehen. So arbeiten wir mit unseren Lieferanten auf Augenhöhe und können sie gleichzeitig befähigen, was Technologie und Produktion anbetrifft. Unsere Strategie, keine eigene Serienproduktion für Batteriezellen aufzubauen, hat sich bislang absolut bewährt. Ob wir die Zellen zu einem späteren Zeitpunkt in Großserie selber produzieren, hängt maßgeblich von der Entwicklung des Lieferantenmarktes ab. Solange es einen globalen Wettbewerb unter genügend Lieferanten gibt, entsteht keine nennenswerte Abhängigkeit.  

Stapeln der Elektroden

In das Kompetenzzentrum Batteriezelle investieren wir 200 Millionen Euro und beschäftigen dort bis zu 200 Mitarbeiter. Das Gebäude beheimatet auf 8.000 m² Fläche Werkstätten, Prüf-Einrichtungen, Labore und Prototypen-Produktionsanlagen inklusive 1.000 m² Trockenräume sowie 4.000 m² Bürofläche.

 

Zelle + Zelle + … = Hochvoltbatterie
Was wir aber schon immer selbst fertigen, das sind die Hochvoltbatterien. Aus zugelieferten, einzelnen Zellen machen wir im ersten Schritt leistungsstarke Batteriemodule, die wir dann im zweiten Schritt zu Hochvoltbatterien zusammenfassen. Diese werden dann mit unserer ebenfalls selbst entwickelten, hochintelligenten Elektronik so gesteuert, dass sich für jedes unserer Fahrzeugmodelle eine optimale Leistungscharakteristik ergibt. Das Ganze passiert schon an vier Standorten, nämlich in unseren Batteriefabriken in Dingolfing (Deutschland), Spartanburg (USA), Shenyang (China) und bei unserem Partner in Rayong (Thailand).

 

In sechs Schritten zur Zelle: Was im Kompetenzzentrum Batteriezelle passiert

Beschichten und Trocknen der Elektrode
  • Material- und Zellentwicklung: Im ersten Schritt analysieren die Batteriezellspezialisten Materialien und Batteriezellen und entwickeln verschiedene Konzepte weiter.
  • Mischen & Dosieren: Anode (Minuspol) und Kathode (Pluspol) einer Batteriezelle bestehen aus unterschiedlichen Materialien, unter anderem etwa Kobalt oder Lithium. Die Rezepturen werden in diesem Produktionsschritt zusammen gemischt und wir erproben neue Zusammensetzungen.
  • Beschichten & Trocknen: Die vorher gemischten Elektrodenpasten werden dann auf Elektrodenfolien aufgetragen und müssen trocknen.
  • Kalandrieren & Schneiden: In diesem Prozessschritt wird die beschichtete Elektrodenpaste auf der Folie durch Walzen verdichtet, um danach in kleinere Elektrodenbänder geschnitten zu werden.
  • Montage: Dann werden die Batteriezellen zusammengebaut und das Batteriezellgehäuse verschweißt.
  • Analyse und Testbereich: Danach findet unter anderem die Formierung statt. Dabei werden die frisch hergestellten Zellen geladen und entladen – was die Eigenschaften einer Batteriezelle wesentlich beeinflusst. Zudem finden im Sicherheitslabor etwa verschiedene Test statt, um damit die Widerstandsfähigkeit und Lebensdauer der verschiedenen Batteriezelltypen zu testen.