Beschleunigung der Entwicklung von Batteriezellen

Das Interesse an der Elektromobilität nimmt stetig zu, vor allem aufgrund des wachsenden Bewusstseins für Nachhaltigkeit, der festgelegten CO2-Reduktionsziele und der fortschreitenden Elektrifizierung des Verkehrssektors. Aufgrund der steigenden Nachfrage, insbesondere im Bereich der Elektrofahrzeuge, sind Lithium-Ionen-Batterien sehr gefragt. Darüber hinaus gewinnen alternative Zellchemien wie Natrium-Ionen-Batterien aufgrund der besseren Verfügbarkeit von Rohstoffen und potenzieller Kostenvorteile an Bedeutung.

Prognosen für das Jahr 2030 gehen von einem weltweiten Batteriebedarf von 4.917 Gigawattstunden aus, während die global angekündigte Gesamtkapazität 10.959 Gigawattstunden beträgt. Vor allem in Europa werden Planung und Bau von Gigafabriken vorangetrieben. Effizienz erweist sich dabei als kritischer Erfolgsfaktor, da Produkt- und Prozessrisiken derzeit noch häufig zu Verzögerungen beim Produktionsstart führen. In diesem Kontext zeigt die Studie mehrere Möglichkeiten auf, die Markteinführung von Batteriezellen zu beschleunigen.

“Eine konsequente Digitalisierung kann Entwicklungsprozesse deutlich beschleunigen und ist damit ein entscheidender Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit von Batteriezellherstellern.”

Marcus Fiege, Head of Center of Excellence Battery, Capgemini Engineering Deutschland

In dieser Studie untersuchen führende Experten aus Wissenschaft und Industrie die Herausforderungen und Möglichkeiten bei der Entwicklung von Batteriezellen und schlagen einen optimierten Ansatz vor, der die Markteinführungszeit verkürzen kann. Sie skizzieren dabei die Bedeutung einer digitalen End-to-End-Toolchain zur Unterstützung der Batteriezellentwicklung. Die Publikation entstand in Zusammenarbeit von Capgemini und dem Lehrstuhl für Produktionstechnik von E-Mobilitätskomponenten (PEM) der RWTH Aachen im Rahmen des “Technologieclusters Batteriezelle“.

Als Kooperation von Capgemini, dem Lehrstuhl für Produktionstechnik von E-Mobilitätskomponenten (PEM) der RWTH Aachen, der PEM Motion GmbH und der Fraunhofer-Einrichtung für Batteriezellenfertigung (FFB) zielt das “Technologiecluster Batteriezelle” darauf ab, durch die Zusammenführung von Forschungseinrichtungen und industriellen Akteuren Innovationen zu fördern und neue Methoden und Werkzeugketten zu entwickeln, um den Entwicklungsprozess von Batteriezellen von der Konzeption bis zur skalierten Produktion zu beschleunigen.

“Die Verfahren zur Entwicklung und Herstellung neuer Batteriezellen sind derzeit zu langsam und die Preise zu hoch.”

Prof. Achim Kampker, PEM, RWTH Aachen University

Da Batterien ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Elektromobilität und Klimaschutz durch nachhaltige Energieversorgung sind und bleiben werden, besteht ein hoher Bedarf an Optimierung und Effizienzsteigerung bei der Entwicklung von Batteriezellen.

Erfahren Sie, warum standardisierte Abläufe, frühzeitige Integration von Produkt und Prozess, fortschrittliche Simulation und klare Datentransparenz für eine wettbewerbsfähige Entwicklung und Produktion von Batteriezellen und damit für eine wettbewerbsfähige und nachhaltige Zukunft der Energieversorgung in der Elektromobilität unerlässlich sind.

Gewinnen Sie Einblicke von führenden Experten, wie Sie die Entwicklungseffizienz steigern und die Markteinführung beschleunigen können.

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Über die Autoren

Lehrstuhl für Produktionstechnik von E-Mobilitätskomponenten (PEM) der RWTH Aachen

Der Lehrstuhl für Produktionstechnik von Elektromobilitätskomponenten (PEM) der RWTH Aachen wurde 2014 von Professor Achim Kampker gegründet und ist seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Produktionstechnik von Lithium-Ionen-Batterien tätig. PEM deckt alle Aspekte der Entwicklung, Produktion und des Recyclings von Batteriezellen und -systemen ab. Durch zahlreiche Industrieprojekte mit Unternehmen aller Wertschöpfungsstufen und zentrale Positionen in renommierten Forschungsprojekten verfügt PEM über umfangreiche Expertise.

Capgemini

Capgemini ist ein globaler Business- und Technologie-Transformationspartner für Organisationen. Das Unternehmen unterstützt diese bei ihrer dualen Transformation für eine stärker digitale und nachhaltige Welt – stets auf greifbare Fortschritte für die Gesellschaft bedacht. Capgemini ist eine verantwortungsbewusste, diverse Unternehmensgruppe mit einer über 55-jährigen Geschichte und 340.000 Mitarbeitenden in mehr als 50 Ländern. Kunden vertrauen auf Capgemini, um das Potenzial von Technologie für die ganze Breite ihrer Geschäftsanforderungen zu erschließen. Capgemini entwickelt mit seiner starken Strategie, Design- und Engineering-Expertise umfassende Services und End-to-End-Lösungen. Dabei nutzt das Unternehmen seine führende Kompetenz in den Bereichen KI, Cloud und Daten sowie seine profunde Branchenexpertise und sein Partner-Ökosystem. Die Gruppe erzielte 2023 weltweit einen Umsatz von 22,5 Milliarden Euro.

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