Batteriefertigung

Batterietechnologien – von der Zellfertigung zur skalierbaren und kreislauffähigen Wertschöpfungskette

Batterien sind eine Schlüsseltechnologie für Elektromobilität, Energiespeicher und die industrielle Transformation. Gleichzeitig steigen die Anforderungen in der Praxis deutlich. Die weltweite Batterienachfrage hat 2024 erstmals 1 TWh erreicht, davon entfielen bereits über 950 GWh auf Elektrofahrzeuge. Parallel wachsen Kostendruck, Qualitätsanforderungen und der Bedarf an schnellen Produktionsanläufen. Hinzu kommen neue Vorgaben für Transparenz und Nachverfolgbarkeit. Ab Februar 2027 verlangt die EU digitale Produktpässe für Fahrzeugbatterien. Und weil Batterien über den gesamten Lebenszyklus gedacht werden müssen, rückt auch das Ende der Nutzung stärker in den Fokus. Für Europa werden bis 2040 rund 1,5 Millionen Tonnen Lithium-Ionen-Altbatterien und Batteriekomponenten erwartet.

Hier setzen wir, die beteiligten Fraunhofer-Institute des Fraunhofer-Verbundes Produktion, an. Wir unterstützen entlang der gesamten Batterie-Wertschöpfungskette, von Material- und Zellkonzepten über Musterzellen, Zellfertigung und Produktionsprozesse bis hin zu Fabrikplanung, Industrialisierung, Qualitätsmanagement und digitaler Rückverfolgbarkeit. Dazu verbinden wir Prozessverständnis mit Fertigungstechnik, Automatisierung, Datenanalyse und digitalen IT-Architekturen. Dabei lassen sich neue Batterielösungen schneller bewerten, Investitionsrisiken früher erkennen und Entwicklungen zügiger in skalierbare Produktionsketten überführen.

Damit Batterietechnologien nicht bei der Zelle enden, adressieren wir außerdem die System- und Kreislaufseite. Wir entwickeln Batteriepacks und Batteriesysteme, unterstützen bei Leichtbau, Thermomanagement und Integration in Anwendungen und schaffen die Grundlage für Second Life, Remanufacturing und Recycling. Ergänzend betrachten wir Logistik, Sicherheitsanforderungen und regionale Wertschöpfungsketten, damit Batterien auch wirtschaftlich, nachvollziehbar und nachhaltig in den Einsatz kommen. Von uns erhalten Sie ein durchgängiges Leistungsangebot, von der Idee und Auslegung über die Produktion und Qualitätssicherung bis zur zirkulären Nutzung.

 

Forschungsleistungen und Leistungsangebote

Zellinnovationen und Materialentwicklung

Leistungsfähige Batterien entstehen durch das Zusammenspiel von Materialien, Zellarchitektur und Prototypen. Wir entwickeln und bewerten Konzepte von der Elektrode bis zur Musterzelle.

  • Konzepte für Lithium‑Ionen‑ und Festkörperbatterien
  • Entwicklung von Prototypen und Demonstratoren
  • Technische und wirtschaftliche Bewertung
  • Transfer in skalierbare Prozesse

Zellfertigung und Prozessentwicklung

Wir entwickeln und optimieren die Prozesskette der Zellherstellung von der Elektrodenfertigung bis zur qualitätsgesicherten Serienüberführung.

  • Slurry-, Beschichtungs-, Trocknungs-, Wickel- und Assemblierungsprozesse
  • Rundzellfertigung und Benchmarking für robuste, übertragbare Prozesse
  • Sondermaschinen, Produktionsmodule und Anlagenkonzepte
  • Prozessmonitoring, Qualitätsmanagement und digitale Rückverfolgbarkeit

Modul- und Systemintegration

Durch die Auslegung von Modulen, Packs und Komponenten entstehen sichere, anwendungsgerechte Batteriesysteme. Wir entwickeln konstruktive, thermische und fertigungsgerechte Lösungen oberhalb der Zellchemie.

  • Modul‑ und Packkonzepte
  • Prototypenentwicklung
  • Leichtbau-, Thermomanagement- und Gehäuselösungen
  • Demontage-, Refurbishment- und Re‑Use‑Konzepte

Fabrikplanung und Industrialisierung

Der Markthochlauf gelingt nur mit industrieller Exzellenz. Wir unterstützen bei Planung, Ramp‑up und wirtschaftlicher Auslegung neuer Batterieproduktionen.

  • Fabrik‑ und Ramp‑up‑Planung
  • Produktions‑, Kosten‑ und Performance‑Analysen
  • Rein-, Sauber- und Trockenraumkonzepte
  • Auslegung von Produktionssystemen und Materialflüssen
  • Technologiestrategien für den Einstieg in den Batteriemarkt

Digitalisierung, Qualität, Produktpass

Wir verknüpfen Fertigungsdaten, Qualitätssicherung und digitale Nachverfolgbarkeit zu belastbaren Informationsketten über den gesamten Lebenszyklus.

  • KI‑Analyse und fertigungsschrittübergreifendes Prozessmonitoring
  • MES‑/IT‑Architekturen, Datenerfassung und digitales Qualitätsmanagement
  • Digitale Produktpässe bis hin zum Battery Passport
  • Traceability‑Systeme und digitale Produktakten für Qualität, Service und Re‑Use

Logistik und Kreislaufwirtschaft

Nachhaltige Batteriewirtschaft entsteht durch ganzheitliche Rohstoff‑, Produkt‑ und Rücklaufkonzepte – von der Beschaffung bis zum End‑of‑Life.

  • Logistik für Beschaffung, Produktion und Distribution
  • Remanufacturing-, Second‑Life‑ und Recyclingwege
  • Nachhaltigkeitsbewertungen und geschlossene Stoffkreisläufe
  • Minimierung von Rohstoff‑ und Lieferkettenrisiken

Referenzen – Verlinkung ausgewählter Institutsseiten mit konkreten Leistungsangeboten

Zusammen im Fraunhofer-Verbund Produktion und mit weiteren Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir Batterietechnologien weiter und überführen sie in tragfähige Lösungen für industrielle Anwendungen. Dabei verbinden wir Forschungs- und Entwicklungsleistungen mit dem Blick auf Skalierbarkeit, Produktionsreife und wirtschaftliche Umsetzung.

Die folgenden Links führen zu Referenz- und Angebotsseiten unserer Mitgliedsinstitute. Dort finden Sie vertiefende Informationen zu Kompetenzen, Technologien, Demonstratoren und Projekterfahrungen. Die Seiten zeigen, an welchen konkreten Fragestellungen gearbeitet und welche Beiträge  in gemeinsame Entwicklungs-, Pilotierungs- und Industrialisierungsvorhaben eingebracht werden können. Wenn Sie ein Vorhaben planen, unterstützen wir Sie dabei, den passenden Einstiegspunkt zu finden und die relevanten Partner und Leistungen in unserem Netzwerk zielgerichtet zusammenzuführen.

Know‑how entlang der gesamten Batteriekette

Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB - Münster

Technonologieportfolio

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU - Zittau / Dresden / Chemnitz

Technologieportfolio

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST - Braunschweig

Technologieportfolio

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV - Augsburg/ Garching 

Batterie-Logistik

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML - Dortmund

Technologien für eine nachhaltige Batterieproduktion

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT - Aachen

Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA - Stuttgart

Battery Pass: Assessment- und Implementierungsguide

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK - Berlin