Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte MedizintechnikEchtzeitfähige 3D-Prüfung für sichere und nachhaltige Batteriezellenproduktion
Kurzbeschreibung
Im Projekt Batterie-Attest entwickelt das Fraunhofer IMTE eine leistungsfähige Rekonstruktions- und Auswertesoftware für ein Hochgeschwindigkeits-Inline-CT-System. Ziel ist es, Batteriezellen während der Produktion und beim Recycling in Echtzeit zu prüfen, um Qualität, Sicherheit und Nachhaltigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu verbessern. Durch die Kombination aus Hochleistungsrechnern, KI-gestützter Analyse und präziser Materialidentifikation wird eine neue Dimension der industriellen Computertomografie erreicht.
Problembeschreibung
Die Herstellung von Batteriezellen ist komplex, sensibel und kostenintensiv. Schon kleinste Defekte wie Lagenversatz, Delamination oder Partikeleinschlüsse können die Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Zelle erheblich beeinträchtigen. Herkömmliche Prüfverfahren sind zu langsam oder liefern nicht die notwendige Detailtiefe, um Fehler im laufenden Produktionsprozess zuverlässig zu erkennen. Zudem besteht ein wachsender Bedarf an Verfahren, die eine materialspezifische Vorsortierung für ein ressourceneffizientes Recycling ermöglichen – ein entscheidender Faktor für die Kreislaufwirtschaft der Zukunft.
Lösungsansatz/Produktbeschreibung
Fraunhofer IMTE entwickelt im Projekt Batterie-Attest eine neuartige Softwarearchitektur für ein Hochgeschwindigkeits-Inline-CT mit sub-2-Sekunden-Rekonstruktion im Dual-Energy-Modus. Region-of-Interest-Verfahren, Kreistrajektorien und spektrale Kalibrierung ermöglichen die präzise Identifikation von Kathodenmaterialien. KI-Methoden verbessern die Bildqualität und segmentieren automatisch Anoden, Kathoden und Elektrolyte, um strukturelle Defekte zuverlässig zu erkennen. Ein HPC-Hardwarekonzept gewährleistet den 24/7-Echtzeitbetrieb. Gemeinsam mit VisiConsult wird das System in den CT-Prototypen integriert, während FFB virtuelle Prüfkörper und reale Musterzellen für die Entwicklung und Validierung bereitstellt.
Alleinstellungsmerkmal
Batterie-Attest verbindet Hochgeschwindigkeits-CT, KI-gestützte Bildanalyse und spektrale Materialcharakterisierung in einem einzigen System – und schafft damit die Grundlage für eine automatisierte, materialspezifische Qualitätsprüfung von Batteriezellen. Die Kombination aus Softwareintelligenz, Hardware-Performance und industrieller Integration ermöglicht eine robuste Inline-Inspektion, die Ausschuss reduziert, Prozesse beschleunigt und ein nachhaltiges Batterierecycling unterstützt.