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Die Wertschöpfungsketten der Produktion von Batterien für die Automobilindustrie effizienter, zuverlässiger und nachhaltiger gestalten – das ist das Ziel des neuen europäischen Spitzenforschungsprojekts „DigiCell“. Unter der Leitung der Keysight Technologies GmbH und mit wesentlicher Beteiligung des AIT Austrian Institute of Technology forscht ein hochkarätiges Konsortium, bestehend aus 13 europäischen Partnern, an innovativen Ansätzen für nachhaltige Batterietechnologien.

Innovationen durch DigiCell

DigiCell optimiert die Fertigungs- und Testprozesse von Batteriezellen und Packs durch die Integration digitaler Prozesse und datengesteuerter Analysen auf Basis künstlicher Intelligenz (KI). Dies beinhaltet die Entwicklung neuer Messwerkzeuge für Materialien und die Schaffung mehrskaliger, digital integrierter Batteriemodelle durch maschinelles Lernen. Dabei steht nicht nur die Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien (LiB) im Fokus, sondern auch die Erforschung innovativer Zelllösungen über Lithium hinaus.

Dieser innovative Ansatz zielt darauf ab, Produktionskosten, Materialeinsatz und den CO₂-Fußabdruck in den Produktionslinien zu reduzieren, während gleichzeitig die elektrochemische Leistung auf Zellebene verbessert wird. Somit adressiert das Projekt zentrale Herausforderungen im Kontext neuartiger Batteriesysteme.

AIT: Forschung für die Zukunft der Batterietechnologie

Das AIT Austrian Institute of Technology spielt eine bedeutende Rolle in DigiCell. Zu den zentralen AIT-Beiträgen gehören:

Das AIT wird innovative Charakterisierungsmethoden einsetzen, um die Solid Electrolyte Interphase Layer (SEI) auf Mg|Mg-symmetrischen Zellen zu untersuchen und zu verstehen. Die SEI ist eine Passivierungsschicht, die sich bei einigen Akkus an der Grenzfläche zwischen der Anode, die aus Kohlenstoff besteht, und dem Elektrolyten bildet, und die durch die Zersetzung des Elektrolyts entsteht.
Das AIT wird Gasspezies identifizieren, die beim Zyklieren von Silizium-Kohlenstoff-Lithium-Ionen-Batterien, Kalium-Batterien und Magnesium-Ionen-Batterien entstehen, um die tiefgehende Analyse der Eigenschaften der SEI-Schicht zu unterstützen.

Weiters erfolgt am AIT eine umfangreiche Charakterisierung von Li-Ionen-Zellen am Ende ihrer Lebensdauer, um die Eignung der aktiven Materialien für Second-Life-Anwendungen zu bewerten.
Das AIT wird einen Prototyp für eine Einzel-Lagen-Magnesium-Ionen-Pouch-Zelle entwickeln, um Fortschritte in Richtung neuer, leistungsfähiger und nachhaltiger Batteriezellentechnologien voranzutreiben.

Martina Romio, die AIT-Projektverantwortliche für DigiCell, fasst zusammen: „Der weltweite Bedarf an Batterien wird in den kommenden zehn Jahren voraussichtlich stark steigen. Insbesondere die zunehmende Nachfrage nach batterieelektrischen Fahrzeugen stellt die Industrie vor große Herausforderungen auf unterschiedlichen Ebenen. Im Rahmen von DigiCell wollen wir einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen, ressourcenschonenden und gleichzeitig kosteneffizienten Batteriezellproduktion in Europa leisten – im Einklang mit den Zielen des europäischen Green Deal“.