Sakuu stellt 3D-Drucker zur Massenproduktion von Antriebsbatterien vor

Der 3D-Druck-Spezialist Sakuu Corporation (ehemals KeraCel Inc.) gibt die Einführung eines 3D-Industriedruckers zur Herstellung von Fahrzeugbatterien bekannt. Die neue Technik soll laut dem Unternehmen Probleme hinsichtlich Kosten, Leistung, Nachhaltigkeit und Reichweite lösen und soll die massenhafte Einführung der Elektromobilität fördern.

Der 3D-Drucker wurde mit der Unterstützung des führenden japanischen Automobilzulieferers Musashi Seimitsu entwickelt und soll eine schnelle Massenfertigung von Feststoffbatterien ermöglichen, welche die gleiche Energiedichte wie Lithium-Ionen-Akkus bieten. Gleichzeitig sollen sie jedoch nur halb so groß und ein Drittel leichter sein. Die Herstellung der Feststoffbatterien mit dem Markennamen KeraCel erfordert zudem ca. 30–50 % weniger (lokal verfügbares) Material, um die gleiche Energieleistung zu erzielen wie Lithium-Ionen-Akkus und ist damit deutlich billiger. Dazu sind die Feststoffbatterien von Sakuu auch noch sicherer und nachhaltiger.

Möglich wird die Fertigung durch den Multiprozess-Multiwerkstoff-3D-Drucker, der komplett im Hause Sakuu entwickelt wurde. Mit seiner Fähigkeit zur Großserienfertigung komplexer Funktionsbauteile eignet er sich laut Sakuu auch problemlos für den Einsatz in vielen anderen Industriezweigen.

„Wir haben hier für die Elektromobilität einen Meilenstein gesetzt, mit dem Elektrofahrzeuge für die Verbraucher attraktiver werden dürften“, erklärt Robert Bagheri, Gründer und CEO von Sakuu. „Festkörperbatterien sind eine Art heiliger Gral der Technik – aber schwierig und teuer in der Herstellung. Mit der Flexibilität und den Effizienzgewinnen unseres einzigartigen und skalierbaren 3D-Druckverfahrens können Batterie- und Elektrofahrzeughersteller diese grundlegenden Hürden überwinden.“ Weitere Vorteile der Lösung sind laut Bagheri die mit der bedarfsgerechten und lokalen Fertigung verbundenen Effizienzgewinne und kürzeren Lieferketten.

Effizientes Verfahren mit einzigartiger Technik

Ein grundlegender Durchbruch gelingt der neuen Lösung von Sakuu durch die Kombination additiver Fertigungsverfahren. Dabei werden auf das Pulverbett völlig unterschiedliche Werkstoffe in einer einzigen Schicht aufgesprüht. Bei dem Verfahren kommen Keramiken und Metalle sowie das von Sakuu entwickelte Trägermaterial PoraLyte zum Einsatz. Letzteres löst Probleme mit Überhängen und gestattet die einfachere und schnellere Herstellung von Bauteilen mit Hohlräumen.

Die Lösung überwindet die Unzulänglichkeiten bestehender Alternativen, die in der Regel Batterien mit geringer Energiedichte, dicken und spröden Keramikschichten und schlechten Schnittstellen fertigen und sich außerdem nicht für die Massenproduktion eignen. Der 3D-Drucker von Sakuu fertigt Batterien mit einer höheren Energiedichte, dünnen, monolithischen Schichten und perfekter Schnittstelle.

Darüber hinaus punkten KeraCel-Batterien in Sachen Nachhaltigkeit. Der Materialaufwand ist um die Hälfte geringer und das Pulver-zu-Pulver-Verfahren ermöglicht ein leichteres Recycling der Keramiken und Metalle mit konventionellen Verfahren. Es muss kein Graphit entzogen werden und die Batterien enthalten keine Polymere. So entsteht keinerlei Verbrennungs- oder Deponiemüll.

Sakuu zielt mit seinem Angebot zunächst auf zwei-, drei- und kleinere vierrädrige Elektrofahrzeuge ab, für die der kleine Formfaktor, das geringe Gewicht und die verbesserte Leistung der Batterien ideal ist. Dank der Flexibilität des additiven Herstellungsverfahrens von Sakuu kann die Produktion bei Bedarf problemlos auf andere Batterietypen und -größen umgestellt werden, etwa um die doppelte Energiedichte bei gleicher Größe oder die gleiche Energiedichte bei halber Größe zu erreichen.

Unbegrenzte weitere Einsatzmöglichkeiten

Neben der Energiespeicherung erschließt das von Sakuu entwickelte Verfahren für Multimaterial-Schichten den Markt für Bauteile, die sich bis dato nicht per 3D-Druck herstellen ließen. Dazu gehören aktive Komponenten wie Sensoren und Elektromotoren für KFZ, Luft- und Raumfahrt, Power Banks und Kühlkörper für Unterhaltungselektronik, PH-, Temperatur- und Drucksensoren für das Internet der Dinge, Pathogendetektoren und Mikrofluidvorrichtungen für die Medizin und vieles mehr.

„Unsere neue Lösung fertigt Feststoffbatterien lokal, flexibel, billiger, schneller und nachhaltiger mit einem wesentlich höheren Leistungsniveau als derzeit erhältliche Alternativen. Für Kunden aus dem Energie- und vielen anderen Sektoren bietet sie ein riesiges Potenzial“, so Bagheris Fazit.

Die Alpha-Plattform für das erste Hardwareangebot von Sakuu soll im 4. Quartal 2021 zur Verfügung stehen.

Der Artikel basiert auf einer Pressemeldung von Sakuu.