Elektromobilität Forschungsprojekt KiBa-Pro: Herstellung von LFP-Zellen mit KI verbessern

Im Forschungsprojekt KiBa-Pro arbeiten EAS Batteries, die RWTH Aachen, das Karlsruher Institut für Technik, Batalyse und Omron an neuen Konzepten, um die Fertigung von Lithium-Eisenphosphat-Zellen durch Digitalisierung und künstliche Intelligenz zu optimieren. Ziele: Produktionsprozesse datenbasiert zu verbessern, die Zellqualität zu steigern und die Lebensdauer von Batteriezellen zu erhöhen.

Wie können Daten und künstliche Intelligenz die Batteriezellproduktion von morgen verändern und im Idealfall verbessern? Dieser Frage widmet sich das Verbundprojekt KiBa-Pro, das im Juli 2026 unter der Leitung von EAS Batteries gestartet ist. Gemeinsam mit dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen, dem Institute for Nanotechnology (INT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Batalyse und Omron wird ein neuer datengetriebener Ansatz für die Produktion von Lithium-Eisenphosphat-Zellen entwickelt. Im ersten Schritt wird die Fertigungslinie von EAS umfassend digitalisiert. Produktions-, Material- und Qualitätsdaten werden zukünftig durch zusätzliche Sensorik und moderne Schnittstellen systematisch erfasst und in einer zentralen Dateninfrastruktur zusammengeführt. Dadurch entsteht eine durchgängige Datengrundlage entlang des gesamten Produktionsprozesses. Die Fertigung wird so selbst zur Datenquelle für intelligente Optimierungsprozesse und zukünftige digitale Produktionsumgebungen.

Untersuchungen an virtueller LFP-Zelle

Auf Grundlage dieser Daten entwickelt das Projektkonsortium eine virtuelle LFP-Zelle. Mithilfe verschiedener KI-Methoden werden große Datenmengen analysiert, um Zusammenhänge zwischen Produktionsparametern und späteren Zelleigenschaften sichtbar zu machen. Faktoren wie Schichtdicke, Porosität, Materialdurchsatz oder Temperaturprofile lassen sich dadurch gezielt bewerten. Die Partner wollen so dafür sorgen, dass sich Auswirkungen auf Lebensdauer, Kapazität und Leistungsfähigkeit bereits vor realen Produktionsversuchen vorhersagen lassen. Dieser Ansatz eröffnet neue Möglichkeiten für die industrielle Batteriezellfertigung: Optimierungen können in Zukunft zunächst virtuell simuliert und bewertet werden, bevor sie in die Produktion kommen. Das reduziert Entwicklungsaufwand und Ausschussraten, beschleunigt Optimierungszyklen und ermöglicht das frühzeitige Erkennen von Fehlerquellen. Gleichzeitig werden wichtige Voraussetzungen für zukünftige Anforderungen wie den digitalen Produktpass geschaffen.

Umsetzung erfolgt schrittweise

Es ist geplant, die Projektergebnisse schrittweise in die Praxis umzusetzen. Bereits im ersten Projektjahr werden Produktionsprozesse digital erfasst, Datenplattformen aufgebaut und erste Referenz-Zellchargen hergestellt. Im weiteren Verlauf entstehen die virtuelle Batteriezelle und KI-gestützte Modelle zur Vorhersage der Zellleistung. Zum Projektende werden die entwickelten Methoden industriell validiert und direkt in die Fertigung integriert.

Aufgabenverteilung innerhalb des Projekts

Das Projektkonsortium bringt Kompetenzen entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette mit. So übernimmt EAS Batteries die Projektkoordination und Digitalisierung der Zellfertigung, die RWTH Aachen die Zellcharakterisierung sowie die Entwicklung von KI-Modellen, das KIT und die Batalyse das Forschungsdatenmanagement mit automatisierter Auswertung der Messdaten und den digitalem Produktpass auf Zellebene und Omron als assoziierter Partner die Automatisierung und Datenerfassung.

Das Projekt wird dazu beitragen, den Batteriestandort Deutschland zu stärken. Die Projektpartner verfolgen langfristig das Ziel, die Zelllebensdauer um mindestens zehn Prozent und die Produktionsausbeute um mindestens 15 Prozent zu steigern. Die entwickelten Lösungen sollen perspektivisch auch auf weitere industrielle Anwendungen übertragbar sein und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Batterieindustrie nachhaltig stärken. (se)

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