Nachhaltig, langlebig, leistungsstark. Batterien sind eine Schlüsseltechnologie für die Energie- und Mobilitätswende. Bis 2030 sollen in Deutschland mindestens 80 Prozent der Stromversorgung aus erneuerbaren Energien stammen. Windräder und Solaranlagen sind jedoch abhängig von Tageszeit und Witterung. Sie liefern mal zu wenig Strom und mal Strom im Überschuss. Daher sind geeignete Speicher unverzichtbar. Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien wird der Bedarf in den kommenden Jahren weiter steigen.

Zurzeit beziehen deutsche Unternehmen aus Wirtschaftszweigen wie Anlagenbau, Automobilindustrie und Robotik die benötigten Batterien und Akkus hauptsächlich aus China, Korea oder Japan. Um zu den Marktführern aufzuschließen und unabhängiger zu werden, plant die Bundesregierung, ihre eigene Batteriezellforschung und -produktion voranzutreiben.

Wirtschaftsminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart und Wissenschaftsministerin Isabel Pfeiffer-Poensgen
© MWIDE NRW/Martin Steffen
Wirtschaftsminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart und Wissenschaftsministerin Isabel Pfeiffer-Poensgen

Wissenstransfer im Sinne angewandter Forschung

Die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB in Münster vereint beides: industrienahe Forschung und serielle Produktion. Einerseits forschen Mitarbeitende der Fraunhofer FFB beispielsweise an der Fertigung von Elektroden. Auch den gesamten Herstellungsprozess von Batteriezellen wollen sie ganzheitlich optimieren sowie effizienter und nachhaltiger gestalten. Die Planung und der Aufbau der Gesamtanlage sind ebenfalls Teile der Produktionsforschung.

Andererseits können Unternehmen aus Bereichen wie dem Maschinen- und Anlagenbau oder der Zellfertigung ihre Produkte in der Fraunhofer FFB auf Grundlage neuester Technologien weiterentwickeln. Wissenschaft und Industrieunternehmen arbeiten also in der Fraunhofer FFB interdisziplinär zusammen und ermöglichen den direkten Wissenstransfer im Sinne angewandter Forschung. Die Unternehmen profitieren zudem von dem wachsenden Netzwerk an Kooperationspartnern.

 Ziel des Gesamtvorhabens FFB ist der Aufbau einer eigenen strikt anwendungsorientierten Batteriezellproduktion in Deutschland und Europa – gemeinsam mit der Industrie. Moderne, leistungsfähige, ökologisch verantwortbare elektrische Speicher sind unabdingbare Voraussetzungen für das Gelingen der Energiewende. Hier brauchen wir eigene Produktionsverfahren.

Wirtschafts- und Energieminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart
Erster Spatenstich für die Forschungsfertigung Batteriezelle am 5. April 2022
© MWIDE NRW/Jens Könning
Erster Spatenstich für die Forschungsfertigung Batteriezelle am 5. April 2022

Spatenstich für die Musterlinie

Schon jetzt arbeiten etwa 60 Beschäftigte an Übergangsstandorten in Münster an der Weiterentwicklung von Batteriezellen und an digitalen Modellen von Anlagen und Produkten. Der „FFB Workspace“ verfügt über eine Misch- und Beschichtungsanlage mit Reinraumtechnik. Verschiedene Materialien zur Beschichtung von Anoden und Kathoden werden hier gemischt und aufgetragen. Anschließend können die Elektroden untersucht und die Rezepturen der Beschichtungen weiter verbessert werden.

Im April 2022 erfolgte auf dem Gelände des Hansa-BusinessPark der erste Spatenstich für die „FFB PreFab“. Ende 2022 wird hier auf mehr als 3.000 Quadratmetern eine Musterlinie für die kleinmaßstäbliche Batteriezellproduktion in Betrieb gehen, die die großskalige Produktionsforschung vorbereitet. Auch die Beschichtungsanlage des „FFB Workspace“ soll in die „FFB PreFab“ umziehen.

Mit der FFB entsteht hier in Münster eine einzigartige Forschungseinrichtung: Ergebnisse bundesweiter Batterie- und Produktionsforschung werden hier gebündelt und gemeinsam mit der Industrie reif für eine ökonomisch und ökologisch nachhaltige Serienfertigung gemacht. Die Forschungsfabrik in ihrer Gesamtheit wird dabei zum Forschungsfeld.

Wissenschaftsministerin Isabel Pfeiffer-Poensgen
Visualisierung der Forschungsfertigung Batteriezelle aus der Vogelperspektive
NRW.URBAN © Artvisu
2025 läuft eine Fertigungslinie für die Batteriezellproduktion im großen Maßstab an

Wandelbare Fertigung mit wissenschaftlicher Unterstützung

Mit der Fertigstellung des zweiten Bauabschnitts, der „FFB Fab“, läuft 2025 eine Fertigungslinie für die Batteriezellproduktion im großen Maßstab auf insgesamt 55.000 Quadratmetern an. Eine wandelbare Fertigung ermöglicht es Industrieunternehmen, einzelne oder alle Prozessschritte zu erproben und zu optimieren. Angesprochen sind hier sowohl kleine und mittlere Unternehmen als auch Großunternehmen und Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland, die Materialien, Produkte oder Maschinen weiterentwickeln beziehungsweise Batteriekonzepte oder Produktionsprozesse umsetzen möchten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fraunhofer FFB unterstützen sie dabei.

Wir setzen mit der FFB neue Maßstäbe: Sie ermöglicht den Transfer von neuen Batterietechnologien aus dem Labormaßstab in die industrielle Anwendung. Die FFB wird entscheidend dazu beitragen, dass in Deutschland innovative und nachhaltige Batteriewertschöpfungsketten entstehen.

Judith Pirscher, Staatssekretärin im BMBF
Grußworte anlässlich des ersten Spatenstiches
© MWIDE NRW/Martin Steffen
Grußworte anlässlich des ersten Spatenstiches

Bund und Land NRW fördern mit bis zu 680 Millionen Euro

Den Bau der Fraunhofer FFB fördern das Land Nordrhein-Westfalen und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Projekts FoFeBat – Forschungsfertigung Batteriezelle Deutschland gemeinsam mit bis zu 680 Millionen Euro. Neben der Fraunhofer FFB, die den Standort betreiben wird, sind das MEET Batterieforschungszentrum der WWU Münster, der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen und das Forschungszentrum Jülich am Projekt beteiligt.

Im Juni 2019 hatte das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Projekt nach Münster vergeben. Der Standort hat unmittelbare Anbindung an die zentralen Verkehrswege in Europa. Der eigene Liegehafen samt Schwergut-Umschlagstelle am Dortmund-Ems-Kanal verbindet das Gelände mit den Logistikdrehscheiben Dortmund und Duisburg sowie Seehäfen in Deutschland, den Niederlanden und Belgien.

Bauabschnitte der Fraunhofer FFB

„FFB Workspace“

Der „FFB Workspace“ wurde im Jahr 2021 im „AlexProWerk“ der Alexianer Werkstätten in Münster in Betrieb genommen. Mit der Anlage können Beschichtungsmaterialien gemischt und auf Kathoden und Anoden aufgebracht werden. Die Elektroden werden anschließend untersucht und optimiert. Der Workspace hat eine Nutzfläche von 430 Quadratmetern und eine jährliche Maschinenkapazität von 50 Megawattstunden für die Anodenfertigung.

„FFB PreFab“

Am 5. April 2022 erfolgte auf dem Gelände des Hansa-BusinessPark der erste Spatenstich für den Bauabschnitt „FFB PreFab“. Hier wird eine Musterlinie für die kleinskalige Batteriezellproduktion aufgebaut, die die großskalige Produktionsforschung vorbereitet. Für die Elektrodenfertigung wird die „FFB PreFab“ über eine Maschinenkapazität von etwa 200 Megawattstunden im Jahr verfügen.

„FFB Fab“

Im zweiten Bauabschnitt, der „FFB Fab“, entsteht auf etwa 20.000 Quadratmetern eine Fertigungslinie für die Batteriezellproduktion im großen Maßstab. Eine wandelbare Fertigung ermöglicht es Industrieunternehmen, einzelne oder alle Prozessschritte zu erproben und zu optimieren. Die Maschinenkapazität für die Elektrodenfertigung steigt auf etwa 6,8 Gigawattstunden im Jahr.

Projektpartner

Fraunhofer

Bei der Forschungsfertigung Batteriezelle kooperieren 14 Fraunhofer-Institute unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT. Das Fraunhofer IPT erarbeitet Systemlösungen für die vernetzte, adaptive Produktion nachhaltiger und ressourcenschonender Produkte. Es optimiert neue und bestehende Methoden, Technologien und Prozesse für eine effiziente und ökologische Produktion der Zukunft, die Klimaschutz und Umweltverträglichkeit in ihre Kalkulation einbezieht.

Mehr Infos auf der Fraunhofer-IPT-Webseite

PEM der RWTH Aachen

Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen wurde 2014 gegründet. In sieben Forschungsgruppen widmet sich das Team sämtlichen Aspekten der Entwicklung, der Herstellung und dem Recycling von Batteriesystemen und ihrer Komponenten sowie der Brennstoffzelle und der Produktion des elektrischen Antriebsstranges sowie ganzen Fahrzeugkonzepten.

Mehr Infos auf der Webseite des PEM

MEET der WWU Münster

Münster Electrochemical Energy Technology (MEET) der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) ist ein Batterieforschungszentrum, das sich zum Ziel gesetzt hat, nachhaltige und hochperformante Batterien der Zukunft zu entwickeln und die Batteriezellfertigung in Europa entscheidend voranzutreiben.

Mehr Infos auf der Webseite des MEET

Forschungszentrum Jülich

Das Helmholtz-Institut Münster (HI MS) wurde 2014 gegründet. Es ist dem Institut für Energie und Klimaforschung des Forschungszentrums Jülich zugeordnet. Das internationale und interdisziplinäre Team des HI MS erforscht neue Batterietechnologien auf der Basis innovativer Elektrolyte.

Mehr Infors auf der Webseite des FZ Jülich

Stand: April 2022

Website der Fraunhofer FFB

Informationen und Hintergründe zur Forschungsfertigung Batteriezelle

zur Website

Pressemitteilung des MWIDE

Pressemeldung und Video zum Spatenstich Forschungsfertigung Batteriezelle (5. April 2022)

zur Meldung