![Metallographischer Querschliff einer Schweißlinse nach Ätzung zur Schichtbarmachung der Kornstruktur](/de/geschaeftsfelder/elektrische-energiespeicher/produktionstechnologie-fuer-batterien/aufbau-und-verbindungstechnologien-fuer-batteriezellen-und-module/jcr:content/contentPar/sectioncomponent_1592453296/sectionParsys/textwithinlinedimage/imageComponent1/image.img.jpg/1706780079537/Batteriverschaltung-Webseite-Querschliff.jpg)
![Röntgenaufnahme einer geschweißten Top Cap (links). Die Analyse macht die nicht erwünschten Nickelansammlungen neben den Buckeln sichtbar. SAM-Aufnahme einer geschweißten Top Cap (rechts). Analyse der resultierenden Kontaktflächen nach der Schweißung](/de/geschaeftsfelder/elektrische-energiespeicher/produktionstechnologie-fuer-batterien/aufbau-und-verbindungstechnologien-fuer-batteriezellen-und-module/jcr:content/contentPar/sectioncomponent_1592453296/sectionParsys/textwithinlinedimage/imageComponent2/image.img.jpg/1706780079537/Batteriverschaltung-Webseite-Roentgenaufnahme.jpg)
Batteriespeicher für die zuverlässige und effiziente Zwischenspeicherung von Solar- und Windstrom sowie für die Elektromobilität sind aus einzelnen Batteriezellen zusammengesetzt. Die Verschaltung einzelner Batteriezellen zu Batteriemodulen bzw. Batteriepacks entscheidet maßgeblich über die Zuverlässigkeit eines Batteriespeichers. Am Fraunhofer ISE entwickeln und analysieren wir geeignete Prozesse, wie Widerstandsschweißen und Laserbonden, um Batteriezellen elektrisch über Batteriezellverbinder zu kontaktieren.
Aufgrund unserer Erfahrungen in der Verbindungstechnologie charakterisieren wir die Fügestellen im Hinblick auf elektrische und mechanische Eigenschaften sowie die Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität. Unterstützt wird die praktische Prozessentwicklung durch die Modellierung der Verschaltungsprozesse mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) und der Dimensionierung der Zellverbinder. Dies beinhaltet auch die Simulation der Wärmeerzeugung im Betrieb und den Einfluss der Übergangswiderstände auf das Zellverhalten im Verbund sowie die Alterungsprozesse.
Technische Anforderungen an die Verbindungstechnik in der elektrischen Batterieverschaltung:
- Fügestellen mit möglichst identischen Kontakten
- kleinstmögliche elektrische Kontaktwiderstände
- möglichst geringe Wärmeeinwirkung während des Fügeprozesses
- Flexibler Verschaltungsprozess für eine Vielzahl von Oberflächenbedingungen und Materialien
- Langzeitstabilität auch unter extremen Betriebsbedingungen (Temperatur, Feuchte, Vibrationen, etc.)