Laut einer vom World Resources Institute unter Verwendung von Daten der Internationalen Energieagentur durchgeführten Analyse waren 2022 weltweit zehn Prozent der verkauften Personenkraftwagen vollelektrisch – das ist zehnmal mehr als nur fünf Jahre zuvor. Chinas Position ist dabei bemerkenswert: Als größter Automarkt der Welt hatte das Land 2022 mehr Verkäufe von Elektrofahrzeugen als der Rest der Welt zusammen. In der Europäischen Union (12 Prozent) und den Vereinigten Staaten (6 Prozent) ist der Anteil der Elektrofahrzeuge an allen verkauften Pkw geringer, aber beide Märkte wachsen schnell. Faktoren wie die Kosten von E-Fahrzeugen, die Reichweite und die Zeit, die zum Aufladen der Batterie benötigt wird, spielen eine wichtige Rolle bei der Wachstumsentwicklung. Experten sagen voraus, dass die Technologie einen Wendepunkt erreichen wird, wenn es günstiger wird, ein E-Fahrzeug zu kaufen, zu besitzen und zu betreiben als ein herkömmliches Verbrennerfahrzeug, und dass die Wachstumskurve dann schnell nach oben zeigen wird.
Batterie als Herz des Autos
Der heute am häufigsten verwendete Batterietyp für Elektrofahrzeuge ist aufgrund seiner hohen Energiedichte und Spannung, seiner Stabilität, seines geringen Gewichts und seiner langen Lebensdauer die Lithium-Ionen-Batterie (LIB). Dieser Artikel befasst sich mit den Trends bei Elektrofahrzeugen, der entscheidenden Rolle von Batteriepaketen, den Feinheiten der LIB-Fertigung und der Frage, warum industrielle Bildverarbeitung und künstliche Intelligenz (KI) die Branche verändern werden.
Massenproduktion möglich
Zylindrische Zellen waren einer der ersten Typen von Lithiumbatterien, die in Massenproduktion hergestellt wurden. Sie bestehen aus Anoden-, Separator- und Kathodenplatten, die ineinander geschoben und aufgerollt werden. Diese Zellen eignen sich gut für die automatisierte Fertigung, und die Form erlaubt es der Zelle, einen höheren Innendruck ohne Verformung zu verkraften. Diese Zellen werden in einem so genannten Clamshell-Gehäuse (einem muschelartigen Kunststoffgehäuse) untergebracht und ergeben ein Modul. Mehrere Module bilden dann das Batteriepaket, das ein Elektrofahrzeug antreibt. Für jedes Fahrzeug werden Hunderte bis Tausende von Batteriezellen benötigt, und das Batteriepaket ist ein entscheidender Faktor für das Gewicht und die Kosten des fertigen Fahrzeugs.
LIB-Fertigung und -Inspektion
Der Herstellungsprozess für LIBs umfasst komplexe Schritte, von der Beschaffung der Rohstoffe über den Zusammenbau der Zellen bis hin zur Verpackung des fertigen Batterie-Pakets. Eine detaillierte Qualitätskontrolle während dieses Prozesses ist entscheidend für die Effizienz und Sicherheit der Batterien. Die Inspektion findet etwa statt:
