Batteriefabriken skalieren: Erfolgsfaktoren für einen beschleunigten Ramp-up

Gigafactories – also Batteriefabriken, die eine Produktionskapazität von mindestens 1 Gigawattstunde (GWh) pro Jahr erreichen – spielen eine Schlüsselrolle im Übergang zu einer elektrifizierten Zukunft. Denn hier entstehen Batterien in Massen. Entscheidend ist die Geschwindigkeit, mit der diese Produktionsstätten hochgefahren werden können – hier liegt das eigentliche Potenzial für Produzenten, wettbewerbsfähig zu bleiben.

„Der Erfolg eines schnellen Ramp-ups in der Batterieindustrie ist nicht nur wesentlich für eine gelungene Elektrifizierung, sondern auch für die Marktführerschaft“, erklärt Dr. Christoph Jaschinski, Senior Vice President Business Development bei Leadec „Diejenigen, die es schaffen, die Produktionskapazitäten effizient zu skalieren, werden die führenden Anbieter der Zukunft sein.“

Herausforderungen eines Ramp-ups

Die Produktionskette für Batterien besteht aus 14 Schritten, die nacheinander ablaufen. Obwohl der Produktionsprozess gut definiert ist, gibt es eine Vielzahl komplexer und sensibler Abhängigkeiten zwischen diesen Schritten, die häufig den Anlauf erschweren. Christoph Jaschinski: „Wir stellen bei vielen Projekten fest, dass die Abnahme von Linien Probleme bereitet.“ 

Dahinter stecken fehlende Standardisierungen, was die Maschinen angeht. So setzen unterschiedliche Lieferanten beispielsweise auf unterschiedliche Programmiersprachen; die Maschinen können folglich nicht miteinander kommunizieren. Zum Teil entsprechen importierte Anlagen nicht den gängigen Sicherheitsbestimmungen und erhalten keine Abnahme. 

„Auf der anderen Seite sehen wir ineffiziente Logistikprozesse, einen hohen Energieverbrauch und unzureichende Qualitätskontrollen während der Produktionsschritte.“ Oder es kommt zu Verzögerungen in der Materialbeschaffung, wenn kritische Rohstoffe wie Lithium, Nickel und Kobalt nicht fristgerecht lieferbar sind. Die große Anzahl von Prozessparametern, die während des Hochlaufs kontrolliert und angepasst werden müssen, macht es gleichzeitig sehr schwierig, effiziente Anlaufstrategien zu entwickeln, die über den klassischen Trial-and-Error-Ansatz hinausgehen. „Produktionsverantwortliche sprechen von sehr hohen Ausschussraten, über 20 % sind keine Seltenheit“, weiß Jaschinski. 

Support in der Fabrik

Leadec hat in den vergangenen Jahren mehr als 20 Ramp-ups auf er ganzen Welt begleitet und sich dabei auf die Kernaufgaben auf dem Shopfloor konzentriert. „Wir unterstützen unsere Kunden unter anderem schon bei der Baustellenlogistik. Also wo muss wann welche Anlage in die Produktionshalle eingebracht und installiert werden. In der Folge kümmern wir uns um die Verknüpfung der Maschinen innerhalb der Linie und schulen Mitarbeitende für deren Wartung“, beschreibt Christoph Jaschinski. Ein wesentlicher Punkt – der gerne übersehen wird – ist die Sauberkeit in der späteren Batteriefabrik. Baustellenstaub ist ein großes Problem für die sensiblen Maschinen. Partikel können deren Funktionalität einschränken oder in gewissen Mengen gar die fertigen Zellen unbrauchbar machen. 

„Wir haben über 60 Jahre Erfahrung in der technischen Reinigung und setzen diese nicht nur in Lackieranlagen, sondern nun auch in Batteriefabriken ein“, so Christoph Jaschinski, für den eins in den letzten Jahren ganz klar wurde: „Ein beschleunigter Ramp-up lässt sich selten isoliert bewältigen. Erfolgreiche Projekte werden durch technologische Innovationen, strategische Partnerschaften und nachhaltige Produktionsmethoden bestimmt.“