KIT inaugura la primera planta de producción "ágil" de células de batería del mundo

Una nueva instalación del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) alemán puede fabricar pilas para baterías con tanta flexibilidad como antes sólo era posible con la producción manual. La iniciativa se basa en el proyecto de investigación AgiloBat, y en ella participan no sólo científicos, sino también fabricantes de maquinaria e instalaciones de tamaño medio.

El Instituto de Tecnología de Karlsruhe ha anunciado que ya está operativa en sus instalaciones la "primera instalación de producción ágil de células de batería del mundo". La instalación es un sistema de producción modular basado en robots que permitirá fabricar células de batería a medida en las cantidades requeridas. En el corazón de la solución se encuentran las células robotizadas diseñadas por los investigadores del KIT junto con Exyte. En la construcción también participaron otros científicos del proyecto de investigación AgiloBat y varias empresas de ingeniería mecánica.

La idea del sistema es seguir siendo flexible a pesar de la automatización en la producción celular, o viceversa: producir automáticamente a pesar de una gran necesidad de flexibilidad. Debería permitir a las empresas adaptarse rápidamente a las nuevas tecnologías y a la volatilidad de los mercados. El KIT afirma que esto reforzará la competitividad de Alemania como centro industrial. Con este objetivo, los gobiernos federal y estatal han subvencionado la construcción con casi 19 millones de euros.

La nueva instalación no es explícitamente una alternativa a la producción en masa orientada a los costes, que actualmente cubren los actores de Asia y Norteamérica. "En Alemania no contamos con los requisitos necesarios para ser competitivos en la producción en masa de células basada exclusivamente en los costes y la ingeniería mecánica asociada", afirma el profesor Jürgen Fleischer, director del Instituto wbk de Tecnología de Producción del KIT. "La apertura de la primera planta de producción ágil de células de baterías del mundo en la fábrica de investigación de Karlsruhe muestra cómo podemos diferenciarnos del mercado global con una producción altamente flexible y eficiente en recursos y dirigirnos específicamente al segmento premium de alto margen y a los nichos de mercado."

Según Fleischer, las salas robotizadas especiales que constituyen el núcleo de este enfoque sirven como salas de secado locales (también denominadas "microambientes") para proteger los materiales de las pilas sensibles a la humedad. En comparación con las salas de secado convencionales, el volumen de la sala que hay que deshumidificar es significativamente menor. La tecnología ofrece así un potencial de ahorro energético excepcionalmente alto, según los iniciadores. Cuatro de estos microambientes con sus módulos de proceso asociados representan la estructura física de la producción ágil de pilas en la fábrica de investigación wbk de Karlsruhe.

Además, los participantes en el proyecto construyeron un gemelo digital, es decir, una imagen virtual del sistema de producción. Según el informe, permite a los científicos "analizar las economías de escala basadas en el software mediante la multiplicación de microambientes individuales y determinar variables relacionadas con la producción como el tamaño óptimo del lote". La simulación también puede utilizarse para la planificación de la producción en la fabricación ágil de pilas. La planta real está conectada a una base de datos para que la IA pueda adaptar y mejorar todos los procesos en el futuro.

Desde la idea hasta la realización, los científicos del proyecto de investigación AgiloBat trabajaron en estrecha colaboración con los fabricantes de máquinas y plantas. Debería permitir a las empresas participantes "fabricar pilas de forma variante-flexible, eficiente en recursos y automatizada y probar nuevos sistemas de materiales mediante una producción orientada a la industria con pequeñas cantidades de material."

La infraestructura desarrollada complementa la infraestructura de investigación en el campo de la producción de células de batería que se ha ido creando en KIT desde 2011. Además de siete institutos del KIT, el proyecto AgiloBat también reunió a investigadores del Centro de Investigación de Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg y del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química. Del sector de la ingeniería mecánica y de instalaciones, Coperion GmbH, el Grupo Saueressig, el Grupo Schunk, Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG, Siemens AG, DEHOF ingenieur+technik y Exyte Technology GmbH.

Por cierto, a Exyte ya le va bien. En 2023, Volkswagen adjudicó al fabricante de la planta de Stuttgart el contrato para construir la sala de secado de la primera gigafábrica de células de batería del Grupo en Salzgitter.

kit.edu (en alemán)