Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

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  • Publication
    Benchmarking International Battery Policies
    (Fraunhofer ISI, 2024)
    Endo, Chie
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    Kaufmann, Tanja
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    Schmuch, Richard orcid-logo
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    Thielmann, Axel
    Die Studie Benchmarking International Battery Policies: Eine länderübergreifende Analyse der internationalen öffentlichen Batteriestrategien mit Fokus auf Deutschland, die EU, die USA, Südkorea, Japan und China vergleicht die Batteriepolitik der führenden Länder in der Batterieforschung und -industrie. Der Bericht analysiert ihre politischen und technischen Ziele, Leistungsindikatoren und Förderstrategien mit Schwerpunkt auf Lithium-Ionen-, Festkörper- und alternativen Batterien und gibt einen Überblick über den Status quo und die Entwicklung der globalen Situation.
  • Publication
    Umfeldbericht zu Natrium-Ionen-Batterien 2023: Status Quo und Perspektiven entlang einer zukünftigen Wertschöpfungskette
    (Fraunhofer FFB, 2023)
    Degen, Florian
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    Diehl, Marcel
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    Hettesheimer, Tim
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    Kampker, Achim
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    Krätzig, Oliver
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    Lackner, Nikolaus
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    Link, Steffen orcid-logo
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    Latz, Tim
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    Paulsen, Thomas
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    Schaefer, Moritz
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    Schmuch, Richard orcid-logo
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    Neef, Christoph orcid-logo
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    Rosellón Inclán, Inés
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Sieffert, Alexander
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    Weymann, Lukas orcid-logo
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    Wicke, Tim orcid-logo
    Der Umfeldbericht untersucht die technologischen Eigenschaften von Natrium-Ionen-Batterien sowie die Aktivitäten in Forschung und Industrie von der Materialherstellung bis zur Zellproduktion und der Entstehung von Anwendermärkten.
  • Publication
    Roadmap Battery Production Equipment 2030. Update 2023
    (VDMA Verlag, 2023)
    Michaelis, Sarah
    ;
    Schütrumpf, Jörg
    ;
    Kampker, Achim
    ;
    Heimes, Heiner
    ;
    Dorn, Benjamin
    ;
    Wennemar, Sarah
    ;
    Scheibe, Artur
    ;
    Wolf, Sebastian
    ;
    Smulka, Matthias
    ;
    Ingendoh, Benedict
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    Thielmann, Axel
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    Neef, Christoph orcid-logo
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    Wicke, Tim orcid-logo
    ;
    Weymann, Lukas orcid-logo
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    Hettesheimer, Tim
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    Kwade, Arno
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    Gottschalk, Laura
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    Boeselager, Christina von
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    Blömeke, Steffen
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    Diener, Alexander
    ;
    Horstig, Max-Wolfram von
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    Husmann, Jana
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    Kouli, Maher
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    Mund, Malte
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    Ventura Silva, Gabriela
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    Weber, Marcel
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    Podbreznik, Miha
    ;
    Schmetz, Arno
    Which technology breakthroughs are needed in large-scale production by 2030? Regarding intelligent, sustainable battery production, it is important to understand the interaction of complex production lines, reduce costs and ensure process stability. Derived from the rapidly growing markets and the realization of high-volume projects, throughput and costs are key issues. To optimize here, process understanding is needed, which at the same time can avoid errors but also over engineering. In particular, the process technology at the beginning of the production chain must be understood and the interaction of the process steps must be comprehended holistically. Furthermore, the update of the roadmap makes it clear that, in addition to technological aspects, the relevance of sustainability and the associated regulation has increased significantly. This applies particularly to Europe as a location. Since battery technology is fundamentally intended to reduce the CO2 impact, saving energy and raw materials in the production process must be essential for all locations. The content of the roadmap is based on a continuous exchange between industry and research. The participating institutes, the PEM of RWTH Aachen University and the BatteryLabFactory Braunschweig, receive technical support from topic sponsors from the mechanical and plant engineering sector. The market analyses of Fraunhofer ISI are the framework for the roadmap.
  • Publication
    Roadmap Batterie-Produktionsmittel 2030. Update 2023
    (VDMA Verlag, 2023)
    Michaelis, Sarah
    ;
    Schütrumpf, Jörg
    ;
    Kampker, Achim
    ;
    Heimes, Heiner
    ;
    Dorn, Benjamin
    ;
    Wennemar, Sarah
    ;
    Scheibe, Artur
    ;
    Wolf, Sebastian
    ;
    Smulka, Matthias
    ;
    Ingendoh, Benedict
    ;
    Thielmann, Axel
    ;
    Neef, Christoph orcid-logo
    ;
    Wicke, Tim orcid-logo
    ;
    Weymann, Lukas orcid-logo
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    Hettesheimer, Tim
    ;
    Kwade, Arno
    ;
    Gottschalk, Laura
    ;
    Boeselager, Christina von
    ;
    Blömeke, Steffen
    ;
    Diener, Alexander
    ;
    Horstig, Max-Wolfram von
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    Husmann, Jana
    ;
    Kouli, Maher
    ;
    Mund, Malte
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    Ventura Silva, Gabriela
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    Weber, Marcel
    ;
    Podbreznik, Miha
    ;
    Schmetz, Arno
    Welche Technologiedurchbrüche braucht es bis 2030 in der Großserienfertigung? Mit dieser Frage beschäftigt sich die VDMA Roadmap Batterieproduktionsmittel 2030. Ausgehend von den Bedarfen der Hersteller von Batteriezellen und Batterien, leiten die Autor:innen darin die technologischen Anforderungen an den Maschinen- und Anlagenbau ab und führen diese aus. Dort wo es noch keine Lösungen gibt, identifiziert die Roadmap Herausforderungen, die für den Forschungs- und Entwicklungsbedarf bestehen. Abgeleitet von den rasant wachsenden Märkten und der Realisierung der Großserienprojekte, sind Durchsatz und Kosten zentrale Themen. Um hier zu optimieren, braucht es Prozessverständnis, womit man gleichzeitig Fehler aber auch Over-Engineering vermeiden kann. Insbesondere die Verfahrenstechnik am Anfang der Produktionskette muss man begreifen und das Zusammenspiel der Prozessschritte ganzheitlich erfassen. Zudem macht das Update der Roadmap deutlich, dass neben technologischen Aspekten die Relevanz von Nachhaltigkeit und damit verbundener Regulierung deutlich zugenommen hat. Dies gilt vor allem für den Standort Europa. Da die Batterietechnologie grundsätzlich den CO2-Impact reduzieren soll, muss die Einsparung von Energie und Rohstoffen im Produktionsprozess für alle Standorte essenziell sein. Die Inhalte der Roadmap basieren auf einem kontinuierlichen Austausch zwischen Industrie und Forschung. Die beteiligten Institute das PEM der RWTH Aachen und die BatteryLabFactory Braunschweig erhalten fachliche Unterstützung von Kapitelpaten aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Die Marktbetrachtungen des Fraunhofer ISI bilden den Rahmen für die Roadmap.
  • Publication
    Development perspectives for lithium-ion battery cell formats
    (Fraunhofer ISI, 2022)
    Link, Steffen orcid-logo
    ;
    Neef, Christoph orcid-logo
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    Wicke, Tim orcid-logo
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    Hettesheimer, Tim
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    Diehl, Marcel
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    Krätzig, Oliver
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    Degen, Florian
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    Klein, Franziska
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    Fanz, Patrik
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    Burgard, Matthias
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    Kleinert, Ricardo
    The Fraunhofer Institutes ICT, IPA, ISI and the Fraunhofer facility FFB have presented a study on the development of lithium-ion battery cell formats. In it, the most important trends on battery chemistry, cell formats, cell production and safety are considered and compared with the requirements of various battery applications. Special attention is paid to announcements by car manufacturers, e.g. on large-format cells. The new publication is an update of the Fraunhofer study „Development prospects for cell formats of lithium-ion batteries in electromobility“ published in 2017.
  • Publication
    Umfeldbericht zum europäischen Innovationssystem Batterie 2022
    (Fraunhofer ISI, 2022)
    Bürklin, Bastian
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    Latz, Tim
    ;
    Schenk, Leonard
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    Degen, Florian
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    Diehl, Marcel
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    Krätzig, Oliver
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    Paulsen, Thomas
    ;
    Wessel, Saskia
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    Kampker, Achim
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    Lackner, Nikolaus
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    Neef, Christoph orcid-logo
    ;
    Wicke, Tim orcid-logo
    Der Umfeldbericht zum europäischen Innovationssystem Batterie 2022 ist beschreibt die aktuellen Entwicklungen und Herausforderungen des europäischen Batteriemarktes. In vier Kapiteln gegliedert werden die verschiedenen Industriefelder der Batteriezellproduktion beleuchtet – von der Rohstoffgewinnung, Materialherstellung und Recycling, über den Maschinen- und Anlagenbau und Messtechnik hin zur Zellherstellung. Außerdem werden die Möglichkeiten der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB als Transfereinheit zur schnelleren industriellen Einsatzfähigkeit von Prozesstechnologien nachvollzogen.