Wisst ihr noch, was wir bei unserem letzten Einsatz alles zum Thema Batterien erfahren haben? Hier könnt ihr eure Erinnerungen auffrischen. Damals haben wir miterlebt, wie im Zelltechnikum an Batteriezellen geforscht wird. Dabei blieb offen, wie aus den einzelnen Zellen schließlich eine fertige Batterie wird. Heute ist es soweit – wir, die Kinderreporter Milena und Alex, sind in der Batterieproduktion in Hedelfingen und nehmen euch selbstverständlich mit!

Was Hedelfingen so besonders macht – der Werkleiter im Interview

Schon die Anreise zur Produktionshalle ist ein kleines Erlebnis: Milena und ich dürfen bei Frank Deiß in einem EQS mitfahren, in einem richtigen Elektroauto. Wir erfahren so vieles über Batterien und nun sitzen wir sogar in einem batteriebetriebenen Auto! Frank ist der Werkleiter des Standortes und Leiter der globalen Powertrain Produktion sowie der Antriebseinheit bei Mercedes-Benz. Im Interview erzählt er uns, dass in Hedelfingen die Batteriezellen zu fertigen, funktionsfähigen E-Auto-Batterien verbaut werden. Der Standort in Hedelfingen ist etwas ganz Besonderes, erklärt Frank. Warum das so ist? Dies und vieles mehr erfahrt ihr im Video. Als wir hören, wie lange es dauert eine Batterie herzustellen, staunen wir nicht schlecht!

Roboter & selbstfahrende Transportfahrzeuge – hier geht alles wie von selbst

Nach dem tollen Gespräch mit Frank werden wir von Anika und Heiko abgeholt. Anika ist Betriebsingenieurin bei Mercedes-Benz und Heiko ist Teamleiter der Produktion. Gemeinsam mit den beiden dürfen wir die Produktionshalle erkunden. Wir hätten nicht gedacht, wie viele Teilschritte eine Batterie durchläuft! Schon auf dem Weg zur ersten Station der Produktionslinie sehen wir riesige Roboterarme hin und her schwingen – Wow! Wie von selbst fährt ein FTF an uns vorbei und bringt das Gehäuseunterteil der Batterie zum Vermessen. FTF? Das steht für „fahrerloses Transportfahrzeug“. In der nächsten Station sehen wir unendlich viele Batteriezellen verbunden in einem Block – sind das nicht die Zellen aus dem Zelltechnikum? Nicht ganz, erklärt Heiko. Die genaue Antwort und welche Rolle eine Paste namens Schlumpfschleim in der Batterieproduktion spielt, findet ihr im Video heraus!

Wie Batterie und Auto eins werden

Wir treffen Anika, die gerade dabei ist, die Zellblöcke zusammenzuschließen. Sie zeigt uns die großen Elektrikteile, mit welchen am Ende das Fahrzeug und die Batterie miteinander verbunden werden. Aber Achtung: Die Batterie darf hier immer noch nicht angefasst werden, denn Strom kann gefährlich sein, besonders, weil er unsichtbar ist. Die Batterie ist also erst sicher, wenn sie vollkommen verschlossen ist! Aber keine Sorge, dieser Schritt passiert schon an der nächsten Station. Für was wohl die Matten gut sind, die hier auf die Batterien gelegt werden?

Jede Batterie findet ihren Deckel

Schließlich wird der Deckel auf die Batterie geschraubt – hierbei kommen wieder viele Roboterarme zum Einsatz. Zuerst legt einer der Arme den Deckel auf, anschließend wird er von einem anderen Arm verschraubt. Wie viele Schrauben für die Befestigung des Deckels verwendet werden, übersteigt unsere Vorstellungen bei weitem! Sind es 15, sind es 40? Was denkt ihr? Die tatsächliche Menge findet ihr in unserem Video heraus. Wenn der Deckel montiert ist, kann die Batterie das Auto mit Strom versorgen. Doch jetzt muss sie noch einige Tests durchlaufen. Schließlich soll sie qualitativ hochwertig und absolut sicher sein.

Helium – sorgt für lustige Stimmen und sichere Batterien

Strom und Wasser vertragen sich nicht wirklich, wie wir wissen. Deswegen ist es auch ganz wichtig, dass die Batterie wasserdicht ist. Aber wie lässt sich das überprüfen? Dafür ist das chemische Element Helium gut geeignet, erklärt uns Heiko. Den Test darf Milena sogar selbst durchführen, mit einem ganz speziellen Schnüffelgerät. Was glaubt ihr, ist die Batterie wasserdicht? Zum Abschluss verpassen wir der fertigen Batterie noch unser Genius Siegel – jetzt ist sie bereit zum Einsatz. Beim Verlassen des Werks wartet Frank bereits auf uns. Als er Milena und mich nach Hause fährt, wissen wir nun genau darüber Bescheid, was den EQS zum Rollen bringt!

Wir verabschieden uns!

Mit dem Ende der Serie „So entstehen Batterien“ verabschieden wir uns als Genius Kinderreporter. Wir sind dankbar für die tolle Zeit und freuen uns, dass wir euch mit unseren Reportagen spannende Einblicke in die Welt von Mercedes-Benz geben konnten. Wir sind selbst schon gespannt, wer in unsere Fußstapfen treten wird!

Hier geht’s zum Video:

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Alle Fotos: Mercedes-Benz Group AG

In Untertürkheim haben Alex und ich das Labor erkundet, in dem Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von Mercedes-Benz an der Entwicklung von Batteriezellen für Autos forschen. Ihr wollt nochmal nachschauen? Hier kommt ihr zu unserer letzten Reportage. Im Zelltechnikum gibt es aber noch so vieles mehr zu entdecken! Deswegen freuen wir uns riesig, als uns Martin Frey dazu einlädt, noch mehr über die Vorgänge im Zelltechnikum zu erfahren.

Gar keine Frage – natürlich haben wir Lust!

Erkundungstour mit Anja Paulus

Jetzt wird es spannend! In Bauabschnitt 3 übernehmen nämlich viele Maschinen die Aufgaben, die im Labor von Menschen durchgeführt werden. Ob das wohl funktioniert? Und was noch viel wichtiger ist, gibt es dort echte Roboter? Angekommen in Bauabschnitt 3 lernen wir Anja Paulus kennen, sie ist Zellbau-Expertin. Welche Aufgaben Anja in ihrem Job hat, erfahrt ihr im Video. Mit ihr dürfen wir uns alles ganz genau anschauen und fühlen uns dabei wie auf geheimer Mission.

Nichts geht ohne Schleim

In Bauabschnitt 3 des Zelltechnikums werden die gleichen Stationen durchlaufen wie im Labor. Das heißt, los geht’s mit dem Slurry! Beim Anrühren dürfen wir auch im Bauabschnitt 3 wieder fleißig mithelfen. Zuerst muss das Pulver für den Slurry abgewogen werden. Bei dem Mengenunterschied zum Labor staune ich nicht schlecht: statt mit Gramm arbeitet man hier in Kilogramm! Damit der Slurry angemischt wird, muss Alex noch das Rührwerk starten. Das macht er ganz einfach per Mausklick.

Im Reich der Roboter

Unser nächstes Ziel ist der Trockenraum. Dort müssen wir unsere Sicherheitsausrüstung aufstocken zu einem richtigen Schutz-Overall! Die Batterien mögen es nämlich, wenn es trocken ist. Feuchtigkeit kann die Leistung der Batterie stark beeinflussen. Für uns Menschen ist diese Trockenheit aber nicht zu unterschätzen, deswegen müssen wir uns gut schützen.

Im Trockenraum staunen wir nicht schlecht. Der Beschichter ist viel, viel größer als der im Labor. Warum das wohl so ist? Findet es heraus! Als nächstes geht es zum Kalandrieren. Was das bedeutet und was ein Kalander macht, erfahrt ihr im Video. So viel vorab: Das Gewicht der Walzen ist ganz schön verblüffend!

Die Stapel-Challenge: Wir gegen die Maschine

Auch das Stapeln der Zellen übernimmt ein Roboter: Separator, Anode, Separator, dann eine Kathode. Das klingt einfach, das können wir bestimmt schneller als der Roboter – oder? Die Herausforderung nehmen wir natürlich sofort an. Im Video seht ihr, wer den Stapel-Wettbewerb gewinnt!

Zu guter Letzt wird die Batteriezelle noch eingepoucht (also eingepackt), mit Elektrolyt befüllt und versiegelt – im Labor haben Martin und sein Team das alles eigenhändig gemacht. Nach dem Anladen ist die Zelle fertig für den Lichterketten-Test. Das Ergebnis zeigt: Alex und ich sind schon echte Batterie-Profis. Doch wie viele dieser Batteriezellen kommen denn jetzt eigentlich in ein einziges Auto?

Nach dem Besuch in Bauabschnitt 3 gibt es jetzt noch ein Rätsel für uns zu lösen: Wo werden aus den Batteriezellen die fertigen Batterien hergestellt? Für unseren nächsten Einsatz sind wir schon auf einer ganz heißen Spur!

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Alle Fotos: Mercedes-Benz Group AG

Heute sind Alex und ich im Mercedes-Benz Werk in Untertürkheim. Dort erkunden wir das Labor, in dem Batteriezellen erforscht werden. Dabei dürfen wir nicht nur zuschauen, sondern auch selbst mitmachen!

E-Autos und ihre Batterien – Christoph Starzynski erklärt

Eingeladen wurden wir von Christoph Starzynski ins Werk nach Untertürkheim. Bevor wir ihn für ein Interview besuchen, spielen wir draußen noch mit unserem Spielzeugauto – doch was ist das? Die Batterie ist leer, oh nein! Ob Christoph uns weiterhelfen kann?
Er ist Leiter des Bereichs Entwicklung Elektroantriebe bei Mercedes-Benz und kümmert sich gemeinsam mit seinem Team um alle elektrischen Antriebe, die Batterien und das Laden von Elektroautos. Er kennt sich also richtig gut mit Elektromotoren und Batterien aus.

Christoph erklärt uns vieles über den Aufbau einer Batterie und zeigt uns verschiedene Modelle. Pouch-, Hardcase- oder Rundzelle – alle diese Batteriezellen befinden sich in einem Elektroauto! Hättet ihr das gedacht?
Alex fragt, ob er mit einem Elektroauto wohl auch sein Handy aufladen kann. Christophs Antwort hat mich ganz schön überrascht!

Tipps vom Profi

Natürlich haben wir auch nach Tipps gefragt, falls wir nach der Schule etwas Ähnliches machen möchten wie Christoph. Sein größter Tipp ist: Das zu machen, was einem Spaß macht. Denn wenn es Spaß macht, dann ist man auch erfolgreich!
Klingt eigentlich ganz logisch, oder?

Ein Blick hinter die Kulissen

Die Batterien in einem Elektroauto sind ganz besonders, denn sie müssen viel aushalten – ob Hitze oder Kälte. Deshalb werden diese Batterien im Zelllabor in Untertürkheim entwickelt. Martin Frey, Teamleiter in der Entwicklung Zellkomponenten, nimmt uns mit in das Labor, damit wir mit eigenen Augen sehen können, was genau dort passiert. Im Labor fühlen wir uns wie echte Forscherinnen und Forscher! Doch ohne Schutzkleidung läuft hier nichts – im Video seht ihr, warum das so ist.

Kinderforscher Milena und Alex im Einsatz

Laborkittel, Schutzbrille, Sicherheitsschuhe: Wir sind bereit! Auf unserem Rundgang durch das Labor lernen wir die verschiedenen Stationen kennen, die eine Batteriezelle bei ihrer Entwicklung durchläuft. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind sehr nett: Wir dürfen sogar unsere eigene Batteriezelle bauen. Was blauer, glibbriger Schleim wohl damit zu tun hat? Seht gleich selbst nach! Eins kann ich schon mal verraten: Lieber nicht anfassen!
Bei unserem Einsatz verwenden wir viele unterschiedliche Werkzeuge und Maschinen. Kolben, Speedmixer, Beschichter und Glovebox sind nur ein paar davon. Dass wir im Labor auch mit Bausteinen spielen werden, haben wir nicht erwartet. Wie kompliziert das sein kann, zeigen wir euch im Video.

Nach dem aufregenden Ausflug nach Untertürkheim können wir uns viel besser vorstellen, wie eine Batterie eigentlich funktioniert. Aber wie viele braucht man davon für ein Auto? Viele kleine reichen dafür nicht: Für Elektroautos braucht man ganz große Batteriezellen. Auch an diesen Batteriezellen wird im Werk in Untertürkheim geforscht, aber in einem anderen Labor. Wir sind gespannt, ob wir bald auch einen Blick in dieses Labor werfen dürfen.

Ihr wollt wissen, ob Alex und ich es am Ende schaffen, unsere eigene Batterie zu bauen? Schaut es euch in unserem neuen Video an – Euch wird auf jeden Fall ein Licht aufgehen 😉

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Alle Fotos: Mercedes-Benz Group AG

 

Technisches rund um Batterien und Akkus

Wie sind Batterien aufgebaut?

Bestimmt hast du schon mal das Plus und das Minus gesehen, die an den Enden einer Batterie aufgedruckt sind. Das Plus steht für einen Pluspol und das Minus für einen Minuspol in der Batterie. Der Minuspol besteht aus reinem Metall und der Pluspol aus Metalloxid. Das ist Metall, welches mit Sauerstoff verbunden ist. Beide Pole bestehen aus Elektronen, also winzig kleinen elektronisch geladenen Teilchen. Zwischen den beiden Polen, in der Mitte der Batterie, befindet sich eine Säure, das Elektrolyt. Die beiden Pole sind außerdem durch einen Separator, ein stromundurchlässiges Material, getrennt. Das kann zum Beispiel Kunststoff sein. In der Batterie befinden sich also die beiden Pole, das Elektrolyt und der Separator.

Wie genau funktionieren Batterien?

Wenn eine Batterie genutzt wird, dann findet in ihr ein chemischer Prozess statt, die so genannte Elektrolyse. Hierbei geraten die Elektronen der Pole in Bewegung und fließen vom Plus- zum Minuspol. Eine Batterie wandelt also chemische in elektrische Energie um und produziert auf diese Art Strom. Wenn alle Elektronen vom Plus- zum Minuspol gewandert sind, dann ist die Batterie leer und kann nicht mehr verwendet werden.

Was ist der Unterschied zwischen Batterien und Akkus?

Den größten Unterschied zwischen Batterien und Akkus kennst du bestimmt: Akkus sind im Gegensatz zu Batterien aufladbar und wiederverwendbar. Ein Akku funktioniert fast genau gleich wie eine Batterie und ist sehr ähnlich aufgebaut. Beim Akku jedoch erzeugt das Aufladen eine Spannung, die einen erneuten Elektronenüberschuss am Pluspol anregt. So gibt es dann wieder neue Elektronen, die vom Plus- zum Minuspol wandern können

Was haben Autos mit Akkus und Batterien zu tun?

Plug-in-Hybride

Im letzten Beitrag haben wir ja ausführlich vorgestellt, was ein Plug-in-Hybrid ist. Zusammengefasst kann man sagen: Bei Plug-in-Hybriden handelt es sich um Autos, die sowohl einen Verbrennungs- als auch einen elektrischen Motor haben. Das Besondere an Plug-in-Hybriden ist, dass sie zusätzlich einen Akku besitzen, also mit Strom aufgeladen werden können. Das geht entweder an einer Ladesäule oder auch an einer geeigneten Steckdose zuhause.
Akkus und Batterien kommen also nicht nur in Laptops und Fernbedienungen vor, sondern auch zum Beispiel in Autos.

Mann betankt einen Mercedes-Benz-S-Klasse Plugin-Hybrid an einer Ladestation – Genius erklärt Fragen und Antworten rund um die Batterie
So sieht das aus, wenn man einen Plug-in-Hybrid an einer Ladesäule auflädt // Foto: Mercedes-Benz Group AG

Batterien und Akkus im Alltag

Meine Akkus gehen immer schnell kaputt – was kann ich dagegen tun?

Es gibt einige Tipps, die dafür sorgen, dass deine Akkus weniger schnell kaputtgehen. Zum Beispiel ist es empfehlenswert, den Akku deines Geräts immer zwischen 20-80 % zu halten, dein Gerät also weder komplett zu laden noch komplett zu entladen. Außerdem solltest du darauf achten, dein Gerät nach der Ladung auszustecken. Bleibt ein Gerät weiter an der Steckdose angesteckt, auch wenn es bereits voll geladen ist, kann das dem Akku schaden. Wenn du also zum Beispiel dein Handy gerne über Nacht laden lässt, solltest du dir lieber eine Alternative überlegen.

Mit den richtigen Tipps erfreut sich dein Akku einer langen Lebensdauer // Foto: Adobe Stock Jo Panuwat D

Wie entsorge ich Akkus und Batterien richtig?

Aber egal, wie gut du auf deine Akkus und Batterien auch Acht gibst, irgendwann kommt immer der Punkt, an dem sie kaputtgehen. Und was dann?
Auf keinen Fall darfst du deine defekten Akkus und Batterien im normalen Hausmüll entsorgen. Das ist in Deutschland verboten, weil die Chemikalien gefährlich sind.
Stattdessen kannst du Akkus oder Batterien oft bei Supermärkten oder anderen größeren Läden zurückgeben. Dort stehen im Kassenbereich so genannte Auffangboxen, in die du deine Akkus und Batterien werfen kannst. Dann werden sie fachgerecht entsorgt.
Achte außerdem darauf, defekte Akkus und Batterien möglichst nicht mit bloßen Händen anzufassen, falls giftige Chemikalien austreten.

Werden Batterien und Akkus recycelt?

Batterien und Akkus können tatsächlich recycelt werden! Das spart Produktionskosten und ist außerdem sehr umweltfreundlich. Aus defekten Batterien können nach ihrer Entsorgung wertvolle Elemente wie Blei, Kadmium oder Zink gewonnen werden.
Ältere und ausgemusterte Akkus, die noch funktionieren, aber weniger leistungsstark sind als neue Akkus, können sogar noch ein zweites Leben führen. Das ist das so genannte Second Life Konzept. Hierbei werden diese Akkus in stationären Anlagen gesammelt, wo sie dazu genutzt werden, elektrische Energie zu speichern.

Second Life: Batterien und Akkus können recycelt werden! // Foto: Adobe Stock Chepko Danil

Warum darf man normale Batterien nicht im Akkuladegerät laden?

Bei Batterien kann die chemische Reaktion nicht umkehrbar gemacht werden, die zur Elektrolyse und Entstehung von Strom führt. Bei Akkus hingegen wird diese Reaktion durch das Anlegen elektrischen Stroms, also das Einstecken in die Steckdose, umkehrbar gemacht und kann wiederholt werden. Das ist möglich, weil Akkus minimal andere Chemikalien beinhalten als Batterien. Versuchst du dennoch, Batterien aufzuladen, können diese kaputtgehen. Dann platzen sie auf und giftige Chemikalien treten aus.

Wo in unserem Alltag brauchen wir Akkus und Batterien?

Weißt du, wo überall Akkus und Batterien vorkommen? Nicht nur in deinem Handy oder deinem Laptop, sondern zum Beispiel auch in etlichen Küchengeräten, wie beispielsweise einem Handmixgerät. Andere Haushaltsgeräte wie Saugroboter funktionieren ebenfalls nur durch Akkus.
Doch nicht nur im Haushalt findest du Akkus und Batterien. Selbst riesige Maschinen wie Flugzeuge und Schiffe haben oftmals eingebaute Akkus, die dem Motor die nötige Startenergie liefern können.

Du siehst also, Akkus und Batterien sind ganz schön vielfältig!

Beitragsfoto: Adobe Stock // Kenishirotie

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juni 2021