Der Bedarf an Batteriezellen wächst insbesondere im Bereich der Mobilität rasant: Im vergangenen Jahr wurden weltweit 2,2 Millionen Elektroautos verkauft, 75 Prozent mehr als 2017. Für die nächsten Jahre sind ähnliche Wachstumsraten prognostiziert. Damit die darin verbauten Batteriezellen sicher und effizient funktionieren, ist bereits im Produktionsprozess eine leistungsfähige Qualitätskontrolle notwendig. Bisher wurden die Zellen dabei stichprobenartig entnommen, zerlegt und in Prüflaboren analysiert, um mögliche Defekte aufzuspüren. Die von DENKweit entwickelte Lösung ermöglicht einen deutlich besseren Standard: Batteriezellen können zerstörungsfrei, kontaktlos und in Echtzeit auf Anomalien untersucht werden. 

»Der Stromfluss in einer Zelle erzeugt ein Magnetfeld. Funktioniert sie perfekt, ergibt sich ein sehr charakteristisches Magnetfeld, quasi ein magnetischer Fingerabdruck. Gibt es hingegen elektrische Defekte, verändert sich der Stromfluss und damit das Magnetfeld. Dieses Prinzip haben wir uns zunutze gemacht und ein Gerät entwickelt, das solche Abweichungen mit einer sehr hohen Sensitivität aufspüren kann«, erklärt Dr. Dominik Lausch, der die Firma mit Dr. Kai Kaufmann und Markus Patzold gegründet hat. Die Technologie lässt sich nicht nur für Batteriezellen nutzen, sondern kann auch Auskunft über den Gesundheitszustand anderer elektronischer Bauteile geben, etwa Komponenten der Leistungselektronik. Auch bei einem Hersteller von Solarzellen ist die Lösung bereits im Einsatz. 

Der Vorteil ist einerseits, dass die Qualitätsprüfung flächendeckend bereits während der Produktion möglich wird und dabei erhebliche Kostenvorteile mit sich bringt. Andererseits haben die Gründer eine Kombination von maschinellem Lernen und simulationsgestützter Analyse entwickelt, die mögliche Defekte auch eigenständig interpretieren kann. 

»Ich freue mich sehr über die Auszeichnung für DENKweit. Die junge Firma ist ein tolles Beispiel dafür, wie aus Fraunhofer-Forschung dynamische, innovative Unternehmen hervorgehen können. Außerdem ist der Ansatz, bei der Qualitätskontrolle und der Suche nach Defektursachen in Materialien und Bauteilen auch auf künstliche Intelligenz zu setzen, auch für andere Anwendungsfelder zukunftsweisend«, sagt Prof. Ralf B. Wehrspohn, Leiter des Fraunhofer IMWS. 

Im Rahmen einer Preisverleihung im Paulinum – Aula und Universitätskirche St. Pauli der Universität Leipzig erhielt das DENKweit-Team für seine Entwicklung den Preis und wurde zudem für die beste IQ-Idee aus Halle (Saale) ausgezeichnet. Insgesamt wurden Gewinner in fünf branchenspezifischen Clustern und drei lokalen Wettbewerben geehrt, zusätzlich der Gesamtsieger des IQ-Innovationspreises. Verliehen wird der Preis von der Metropolregion Mitteldeutschland für neuartige, marktfähige Produkte, Verfahren und Dienstleistungen.