Das Hochtechnologieunternehmen TRUMPF sorgt mit einer neuen Laseranwendung für eine kostengünstige Fertigung von Batterien für E-Autos. Durch den Einsatz spezieller Lasermodule von TRUMPF können die Batteriehersteller künftig deutlich ihre Energiekosten und den Flächenverbrauch in der Elektrodenfertigung reduzieren. Kleine Halbleiterlaser, sogenannte VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser), des Hochtechnologieunternehmens helfen den Herstellern, ihre Fertigung weiter zu industrialisieren. “Um die Wende von fossilen Brennstoffen zur E-Mobilität zu schaffen, müssen E-Autos für alle erschwinglich sein. Das gelingt nur mit einer kostengünstigen Fertigung der Batterie, dem teuersten Bestandteil eines E-Autos. Mit unserer Lasertechnik können Batteriehersteller die Fertigung in ihren Gigafactories hochfahren und günstiger produzieren”, sagt Johannes Bührle, verantwortlich für die weltweiten Batterieprojekte bei TRUMPF. Das Hochtechnologieunternehmen zeigt seine neueste Lasergeneration für die Batteriefertigung auf der Messe Battery Show Europe in Stuttgart. 

TRUMPF Lasertechnik macht Batterien für E-Autos günstiger 

Mit den kleinen Halbleiterlasern, zu Millionen in Hochleistungsmodulen-Modulen zusammengefasst, versiegeln Batteriehersteller Pouch-Zellen wiederholgenauer und schneller im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren. Die Parameter dieser Halbleiterlaser können die Hersteller sehr genau einstellen. Im Gegensatz zu thermischen Verfahren, können die Pouch-Zellen beim Versiegeln mit den Halbleiterlaser nicht überhitzen. Batteriehersteller verringern so ihre Ausschussrate und sparen teure Rohstoffe. 

Eine weitere Anwendung für die Halbleiterlaser in der Batteriefertigung ist das Trocknen der Elektroden für die Batterien. “Unsere VCSEL setzen im Trocknungsprozess völlig neue Maßstäbe. Die Hersteller sparen im Vergleich zur konventionellen Trocknung bis zu 30 Prozent an Energiekosten. Vom Einsparpotenzial im Footprint der Anlagen ganz zu schweigen”, sagt Bührle.  

Aluminium ersetzt teuren Edelstahl dank Lasertechnik 

Die Gehäuse für die Leistungselektronik, die Schaltzentrale von E-Autos, können Hersteller nun erstmals auch aus günstigem und leichtem Aluminium fertigen. Bislang mussten sie oft teuren Edelstahl verwenden. “Die Multifokus-Optik von TRUMPF macht das dichte Verschweißen von Elektronik-Gehäusen aus Aluminium im industriellen Stil überhaupt erst möglich”, sagt Bührle. 

Neben den Gehäusen der Leistungselektronik ist das Kühlmanagement in Batteriepacks ein weiteres interessantes Anwendungsfeld für das Aluminiumschweißen. Die Schweißnähte von Wärmetauschern müssen zu 100 Prozent dicht sein, um die Batterien und die empfindlichen Elektronikkomponenten gegen Feuchtigkeit zu schützen. Mittels Laserschweißen gelingt das prozesssicher nur mit TRUMPF Lasern, die mit der Multifokus-Optik-Technologie ausgestattet sind. Alternative Verfahren wie das Löten sind um ein Vielfaches langsamer und mit einem immensen Energieaufwand verbunden.