Die Batterie gilt im elektromobilen Zeitalter als das Herzstück des Autos und die Komponente mit dem höchsten Wertschöpfungspotenzial. Wie Forschung und Anwendung bei Lithium-Ionen-Batterien in Sachsen aufgestellt sind und ihre Kompetenzen noch besser verknüpfen können, war Gegenstand eines AMZ-Workshops am 5. Mai 2021, der im Rahmen des branchenübergreifenden Innovationsclusters Sensorik Sachsen stattfand.
Die Mess- und Sensortechnik intelligenter machen
Bei diesem hybriden Format interagierten die Referenten aus Industrie und Wissenschaft von der TU Chemnitz aus mit den Teilnehmern am Computer. Prof. Olfa Kanoun und Dr. Thomas Keutel von der gastgebenden Professur für Mess- und Sensortechnik (MST) betonten, dass „Smart Sensors“ das Hauptthema ihrer Arbeit ist. Hohe Funktionalität und Zuverlässigkeit bei weiterer Miniaturisierung der Systeme und auch der Kosten heißen hierbei die Forschungsziele, die u. a. leistungsfähigeren Lithium-Ionen-Batteriesystemen zu Gute kommen. Die Wissenschaftler arbeiten u. a. an der impedanzbasierten Batteriediagnose sowie am intelligenten Batteriegehäuse. Dazu nutzen sie beispielsweise Nanokompositsensoren. Diese neuartigen Sensoren auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren oder Graphen können flexibel für verschiedene Anwendungen maßgeschneidert werden. Sie sind hochsensitiv, zuverlässig sowie gut in Strukturen integrierbar und dabei kostengünstig herstellbar. Die Impedanzspektroskopie ist für die Batteriediagnose besonders geeignet, da verschiedene Effekte innerhalb eines Akkus aufgrund ihrer Frequenzabhängigkeit simultan beobachtet werden können. Dank der Fortschritte in der Mikroelektronik können heute robuste Messsysteme für die Online-Diagnose kostengünstig realisiert werden.
Prof. Kanoun verwies auf viele interessante Lösungen im Labormaßstab, die für eine Industrialisierung auf den Weg gebracht werden können. Weil solche Prozesse mit Großunternehmen oft langwierig sind, setzen die Wissenschaftler auf eine verstärkte Zusammenarbeit mit flexiblen KMU und bereiten ebenso Ausgründungen vor, z. B. für das Thema der Nanokompositsensorik. Bei den teilnehmenden KMU-Vertretern fanden diese Informationen offene Ohren.
Die Forschung muss in konkrete Produkte münden
Die Axxellon GmbH Glauchau, Elektronikentwickler im Bereich Hochleistungs-Lithium-Ionen-Akkumulatoren, sucht kontinuierlich nach Innovations- und Kooperationsansätzen. Darauf verwies Geschäftsführer Uwe Zimmermann. Die vorgestellten Möglichkeiten zur eingebetteten Impedanzmessung seien ein Weg, den es weiter zu verfolgen gelte. Wichtig sind für das 26 Mitarbeiter zählende Unternehmen generell neueste Lösungen bei Sensorik und Messmethoden, die die Forschungsphase bereits hinter sich gelassen haben. Auch Dr. Jens Schmidt, Geschäftsführer des Elektronik- und Softwareentwicklers BITSz electronics GmbH Zwickau, ist an Forschungsergebnissen interessiert, die in konkrete Produkte oder Dienstleistungen münden. Ein Feld des seit 31 Jahren am Markt agierenden Familienunternehmens ist die Elektronik für Lithium-Ionen-Batteriezellen.
Für alle Beteiligten am AMZ-Arbeitsforum war es ein erstes Kennenlernen. Dabei soll es nicht bleiben, denn Ansätze für gemeinsames Arbeiten wurden bereits aufgezeigt.
