Effiziente Batteriezell-Produktion: CUSTOMCELLS setzt für Schweißarbeiten auf Ultraschall-Systeme von Herrmann

„Wir leisten mit der Entwicklung und Produktion anwendungsspezifischer Batteriezellen im Herzen Europas einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität des Kontinents. Dabei ist völlig klar, dass wir dauerhaft nur dann erfolgreich sein können, wenn wir Ausschussraten und damit die Kosten weiter senken können. Innovative Industrie-Partner wie die Herrmann Ultraschalltechnik helfen uns, genau dieses Ziel zu erreichen“, sagt Dirk Abendroth, seit Mai dieses Jahres CEO der CUSTOMCELLS Gruppe.

Speziell entwickelte Technologie verhindert Risse beim Verschweißen

Konkret kommt die Schweiß-Technologie aus Karlsbad zum Einsatz, um die Vor- und Hauptschweißung an Pouch-Zellen durchzuführen. In der Vorschweißung geht es zunächst darum, die einzelnen Lagen der Kupferfolien für die Anode sowie die Lagen aus Aluminiumfolien für die Kathode jeweils miteinander zu verschweißen. In einem zweiten Schritt, der Hauptschweißung, werden an die Kathode und Anode die sogenannten Tabs geschweißt, mit denen die einzelnen Batteriezellen später miteinander verbunden werden.

Sowohl bei der Vor- als auch bei der Hauptschweißung sind feste, stoffschlüssige Verbindungen notwendig, um die Funktionsfähigkeit der Batteriezellen zu gewährleisten. Werden einzelne Folienschichten nicht vollständig miteinander verbunden oder kommt es zu Rissen im nur wenige Mikrometer dicken Material der Folien, führt dies zu Ausschuss und damit zur Entsorgung der gesamten Zelle. Die Ultraschall-Schweißmaschinen von Herrmann verhindern das. Die speziell für die Verschweißung von Batterieapplikationen mit mehrlagigen Folien entwickelten Systeme des Typs HiS VARIO B 20 kHz bieten einen stabilen Prozess für die Verbindung der einzelnen Schichten. Im Ergebnis führt das zu einem geringeren Produktionsausschuss und damit sinkenden Kosten.

Vom Versuch zur Serie: Integration in automatisierte Produktionsanlage

„Für uns war es spannend zu sehen, welche technischen Innovationen CUSTOMCELLS® mit ihren Lithium-Ionen-Zellen hervorbringt. Wir freuen uns, dass wir mit unseren Schweißlösungen einen Teil zu ihrer hohen Produktqualität beitragen können. Die Zusammenarbeit war über das gesamte Projekt hinweg stets offen, partnerschaftlich und vertrauensvoll“, sagt André Deponte, Global Sales Director bei der Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG.

CUSTOMCELLS profitierte im Rahmen des Projekts von der fortlaufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Herrmann Ultraschall. Ihr war es zu verdanken, dass bereits zu Beginn ein spezielles Sonotroden-Design für den sicheren Schweißprozess bei CUSTOMCELLS verfügbar war. Die schnelle Evaluation entsprechender Schweißparameter ermöglichte es wiederum, die Produktion am Standort Tübingen nahezu ohne Stillstandzeit auf die Systeme von Herrmann Ultraschall umzustellen. In einem nächsten Schritt werden die Schweißsysteme nun auch in die automatisierte Produktionsanlage von CUSTOMCELLS integriert. Die laufende Beratung sowie die Entwicklung geeigneter Schweißlösungen durch Herrmann Ultraschall ermöglichen dabei eine reibungslose Prozessintegration.