Die Hersteller von E-Auto-Batterien könnten künftig mit kompakten lasergetriebenen Röntgenstrahlquellen, die die Batterien durchleuchten. (Bild: Trumpf)
Durch einen Laser erzeugtes Röntgenlicht soll zukünftig Kernkomponenten von E-Autos prüfen. Das ist das Ziel der von Trumpf geführten Entwicklungspartnerschaft XProLas. Die weiteren Partner sind Amphos, Active Fiber Systems, BASF, Bruker, Cellforce, Excillum, Ushio Germany, Viscom, die Universität Hannover sowie Fraunhofer Institute in Aachen und Jena.
Ziel des Projekts ist es, die Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit von E-Auto-Batterien weiter zu verbessern. Aktuell werden die lasergetriebenen Röntgenquellen entwickelt. Bis 2026 sollen erste Demonstrationsanlagen entstehen.
Was soll das neue Verfahren verbessern?
Mit den fertigen Anlagen können die Hersteller das Laden und Entladen der Batterien in Echtzeit beobachten oder Verunreinigungen in der Batterie besonders präzise bestimmen. Die Erkenntnisse fließen in die Entwicklung neuer Batterien ein. Beispielsweise können die Hersteller mit den Rückschlüssen aus den Untersuchungen die Ladegeschwindigkeit verbessern.
Bislang können Unternehmen solche Untersuchungen nur an großen, über 100 Meter langen Teilchenbeschleunigern machen. Die Forschungsplätze an diesen Großforschungsanlagen sind selten. Die lasergetriebenen Röntgenquellen hingegen sind nur etwa so groß wie ein Wohnwagen und dementsprechend günstiger in der Herstellung. Sie sind deshalb ideal für den Einsatz in der Industrie.
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Röntgenquelle analysiert Kathodenmaterial der Batterien
Im Rahmen des Entwicklungsprojekts XProLas soll auch eine kompakte, hochbrillante Röntgenquelle für die Analyse des Kathodenmaterials von E-Auto-Batterien entstehen. Das Material, aus dem die Kathoden der E-Auto-Batterien sind, ist von zentraler Bedeutung für die Leistung und Zuverlässigkeit der Batterien von Elektrofahrzeugen.
Die genaue Zusammensetzung des Kathodenmaterials lässt sich nur mit Röntgenstrahlen bestimmen. Auch in diesem Anwendungsfeld können die kompakten, lasergetriebenen Varianten die Großforschungsanlagen ersetzen. Hersteller von Kathodenmaterial können dadurch ihre Entwicklungsarbeit beschleunigen.
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Was sind die Beiträge der einzelnen Projektpartner?
Trumpf bringt in die Partnerschaft seine Kompetenz in der Herstellung von Lasern für den Industrieeinsatz ein. BASF und Cellforce stellen für die Untersuchungen Batteriematerialien und -komponenten zur Verfügung. Ushio Germany und Excillum steuern ihre Kompetenz im Bereich der Strahlquellen bei. Bruker und Viscom kümmern sich um den Bau der Anlagen.
Auf akademischer Seite sind die Universität Hannover und die Fraunhofer Institute in Aachen und Jena treibende Kräfte. Das Forschungsbudget beträgt rund 15 Millionen Euro und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt.
Quelle: Trumpf
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