Das Projekt "Cell-Fill - Prozess-Struktur Eigenschaftsbeziehung für Befüllungs- und Wettingprozesse von großformatigen Lithium-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften durchgeführt. Die Befüllung einer Lithium-Ionen-Batterie (LIB) mit Elektrolytflüssigkeit und das anschließende Wetting stellen die Schnittstelle zwischen Zellmontage und Formierung dar. Trotz des hohen Potentials für Durchsatzerhöhung und Kostensenkung sowie eines wissenschaftlich unklaren Einflusses auf Qualitätsmerkmale der LIB, wurde der Untersuchung der Elektrolytbefüllung bisher kaum wissenschaftliche Aufmerksamkeit zuteil. Die Benetzbarkeit als Materialeigenschaft wurde in diversen Publikationen untersucht, jedoch ist sie in der Regel entkoppelt vom Produktionssystem und den Verarbeitungsmechanismen betrachtet worden. Die ganzheitliche Betrachtung der Materialsysteme in Kombination mit den dazugehörigen Produktionsprozessen ist unumgänglich, um die angesprochenen Potentiale hinsichtlich Produktivität und Kostensenkung heben zu können. Separatoren, die als elektrischer Isolator und als Ionenleiter fungieren, sowie Elektrolyte sind materialseitig von höchster Bedeutung, da sie Einfluss auf die Zellfertigung, die Zellperformance und die -sicherheit maßgeblich beeinflussen. Seitens der Produktion existieren vielfältige Best-Practice-Lösungen für Befüllung und Wetting, doch welche Vorgänge in der LIB ausschlaggebend sind, wie sich diese überwachen lassen und wie sie beschleunigt werden können, ist weitestgehend unbekannt. Hinsichtlich einer nationalen Zellfertigung ist dieses methodisch aufbereitete Prozesswissen, in Kombination mit dem Materialverhalten der Zellkomponenten, die Voraussetzung für eine Kostenreduktion bei produktiveren, stabileren Prozessen und ist Teil dieses Vorhabens.
Das Projekt "Teilprojekt: Auswirkungen von Lösungs- und Entgasungsvorgängen auf Multiphasenfördersysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mehrphasenprozesse durchgeführt. Ziel des Projektes ist den Einfluss auf das Förderverhalten einer Mehrphasen-Pumpe zu untersuchen, welcher von der Gestaltung und dem Betriebsbereich des angeschlossenen komplexen Systems von der Lagerstätte bis hin zu nachgeschalteten Anlagen abhängt. Die Untersuchungen erfolgen unter besonderer Berücksichtigung von Entlösungs- und Lösungsvorgängen im Zu- und Ablauf der Mehrphasen-Pumpe. Als Flüssigkeiten und Gase werden in den Experimenten zunächst Öl und Kohlendioxid eingesetzt. hierzu ist eine Anlage im halbtechnischen Maßstab zu erstellen, in der das Gas im Öl gelöst wird und anschließend beide Fluide als Gemisch mit Hilfe einer Mehrphasenpumpe gefördert werden, um ihr Strömungs- und Trennverhalten im angeschlossenen Rohrleitungsnetzwerk zu untersuchen. Folgende Schritte werden hierfür durchgeführt: Konstruktion und Aufbau des geplanten und dazu notwendigen Rohrnetzes, Bau und Inbetriebnahme geeigneter Messtechniken und experimentelle Untersuchung zum mehrphasigen Transport vom Innern der Lagerstätte über die Pumpe und das angeschlossene Rohrnetzwerk. Weiterhin ist vorgesehen im Gemisch als dritte Phase wässrige Salzlösungen zu fördern. Diese sollen an der Pumpendruckseite abgetrennt werden, um sie anschließend einer Entsorgung zuzuführen. Durch die grundlegenden Arbeiten werden neue Erkenntnisse gewonnen, die im Bereich der Erdöl- und Erdgasförderung als weitere Basis für neue technische Entwicklungen der Mehrphasentechnologie dienen können.