Parallelbearbeitung per Laser steigert Batterieperformance

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Wenn rotes und grünes Laserlicht kooperieren

Die Optik aus Herzogenrath teilt die gepulste Infrarotlaserstrahlung nun in 24 Teilstrahlen auf, die ein rund 300 Millimeter breites Band einer Batterieanode strukturieren. Anschließend kann das Optikmodul in einem zweiten Prozessschritt mit einem grünen Laser dazu genutzt werden, um mit einem Einzelstrahl die einzelnen Batteriezellen auszuschneiden, erklären die Experten. Die Anlage am ILT zeige dabei die Vielfalt an Möglichkeiten der laserbasierten Mikrostrukturierung für die Batterieproduktion auf.

Doch was wünschen sich potenzielle Anwender? Nun, sie wünschten sich zum einen einfach einstellbare Optiken mit wenig Kalibrieraufwand, die auf hohe Laserleistung optimiert sind und langzeitstabil in Produktionsumgebungen arbeiten. Zum anderen seien Scanner gefragt, die sich mit entsprechender Software- und Steuerungsunterstützung synchronisieren ließen, um die Bearbeitung von mehreren Scanfeldern untereinander zu koordinieren. Im oben genannten Fall wird das Ganze sogar mit der Bewegung eines Bandes synchronisiert, wie betont wird.

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Parallelbearbeitung! Die spezielle Optik aus Herzogenrath teilt die gepulste Infrarot-Laserstrahlung in 24 Teilstrahlen auf, die ein rund 300 Millimeter breites Band einer Batterieanode strukturieren.(Bild: Pulsar Photonics)

Seit 2021 werden am Fraunhofer-ILT Laserprozesse für die Batteriefertigung in einem eigenen Batteriezentrum erforscht. Hier im Bild die Anlage mit der Multistrahloptik zur Laserbearbeitung.(Bild: Fraunhofer-ILT)

Viele Anfragen deckten sich außerdem mit den Entwicklungszielen des Projekts, was die Forschungsarbeiten am ILT beträfen: Strukturieren und Funktionalisieren von Oberflächen. Ähnliche Sonderlösungen mit UKP-Lasern hat Pulsar Photonics übrigens bereits in industriellen Projekten verwirklicht. Und die Schunk Group übernahm 2021 die Mehrheitsbeteiligung, um innerhalb der Gruppe das Know-how bei der Lasermikrobearbeitung mit UKP-Lasern für Synergieeffekte zu nutzen. Zum Beispiel bei der Produktion von Brennstoffzellen und Redox-Flowbatterien.

Noch in diesem Jahr soll es serienreif sein

Die Multistrahlbearbeitung per Laser birgt enorm viel Potenzial, um Produktionsschritte in Bezug auf Flexibilität, Digitalisierung und Kosteneffizienz zu optimieren. Die Anwendungsfelder lägen im gesamten Bereich der Lasermikrostrukturierung, der Parallelbearbeitung von mehreren Bauteilen oder der generellen Parallelisierung von Laserprozessen. Das Optikmodul der Rolle-zu-Rolle-Anlage diene außerdem als eine Art Optikbaukasten. Als nächstes steht damit die Weiterentwicklung der kombinierten Multistrahlbearbeitung für eine serienreife Anwendung in der Industrie an, wie es heißt. Dafür werden übrigens noch Partner und Anwendungen gesucht, um das Konzept zu adaptieren und im Dauerbetrieb einer Produktion zu validieren. Eine Vielzahl von Prozessen, so glauben die Forscher, könnten so in Zukunft wirtschaftlich skaliert werden.

Das Projekt „NextGenBat“ wurde vom Land NRW unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung („ANBest-EFRE“) gefördert.

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Stand: 08.12.2025

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