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Cost Engineering

Manufacturing Intelligence trifft Batterieproduktion: Fortschrittliche Kostenanalyse für Lithium-Ionen-Batterien

Erfahren Sie, wie Sie mit der Tset Software Produktionskosten für Lithium-Ionen-Batterien optimieren und durch datenbasierte Entscheidungen die Effizienz steigern – inklusive detaillierter Kostenanalyse.

Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist eine hochinnovative und multidisziplinäre Herausforderung. Wie das Beispiel von Northvolt zeigt: Ohne ein effektives Management von Cashflow und Rentabilität können selbst größte Investitionen nicht vor finanziellen Schwierigkeiten schützen.

Die Herausforderungen der Lithium-Ionen-Batterieproduktion meistern

Die Herausforderung in der Batterieproduktion geht weit über technologische und prozessuale Themen hinaus. Sie müssen die Qualität Ihres Produkts überwachen und verstehen, wie Prozessparameter und Ausschussraten die Rentabilität und den Cashflow kurz- und langfristig beeinflussen.

Viele Unternehmen verlassen sich weiterhin auf Excel-Tabellen, oft in Kombination mit der neuesten Version von BatPac und selbst entwickelten Kalkulationen, um Prozesse zu optimieren und Stückkosten zu berechnen. Diese Methode schränkt jedoch die Möglichkeit ein, umfassende Sensitivitätsanalysen der Produktionsprozesse durchzuführen.

Die Transformation der Batterieproduktion mit der Tset Software

Die Tset Software ermöglicht es Herstellern von Lithium-Ionen-Batterien, Produktionskosten zu senken, die betriebliche Effizienz zu steigern und datenbasierte Entscheidungen zu treffen.

Wir haben uns entschieden, einen Batterieproduktionsprozess in Tset zu implementieren, geleitet von unserem Experten Kevin Fister. Dieses umfassende Modell berücksichtigt die folgenden spezifischen Parameter:

A table showing production data, including peak and average volume of battery cells per year, and the production sites (GER/HUN).

A table displaying the properties of a lithium-ion battery cell, including cell design, cathode and anode types, chemical composition, capacity, voltage, and energy.

Dank des bewährten Berechnungsrahmens von Tset können wir präzise Produktionskosten ermitteln. Zudem ermöglichen wir die Prognose von Zielkosten für neue Technologien, sodass bereits vor Markteintritt Risiken bewertet werden können – ein Ansatz, der Northvolt von Nutzen gewesen wäre.

Tset-Kalkulationsmethodik

A diagram illustrating the breakdown of manufacturing costs, including material costs, manufacturing step costs, and overhead costs, leading to the total manufacturing cost (MC).

Eine präzise Kostenschätzung in der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien erfordert die Berücksichtigung zahlreicher Faktoren, die über Rohmaterialien und Arbeitskosten hinausgehen. Hier kommt die Tset Software ins Spiel, die aktuelle, standortspezifische und multidimensionale Stammdaten bereitstellt, darunter:

  • Arbeitskosten
  • Zinssätze
  • Raumkosten
  • Energiekosten
  • Weitere standortspezifische Faktoren

Durch die Anpassung weniger Parameter, wie Standort und Produktionsvolumen, können Hersteller deren Einfluss schnell ermitteln und so eine solide Grundlage für wichtige Entscheidungen schaffen. Darüber hinaus kann der Detaillierungsgrad der Prozessebene auf Wunsch des Betriebspersonals flexibel angepasst werden.

Elektrodenherstellungsprozess in der Tset Software

Lassen Sie uns den detaillierten Herstellungsprozess von Elektroden in der Tset Software genauer betrachten:

Der Prozess umfasst wesentliche Materialien und Fertigungsschritte zur Herstellung einer doppelt beschichteten Kathodenfolie mit CAM (Cathode Active Material) sowie einer Anodenfolie mit AAM (Anode Active Material). Unsere Software bildet den gesamten Fertigungsworkflow präzise ab – von den Rohmaterialien bis zu den fertigen Komponenten.

A detailed breakdown of materials and manufacturing steps for a double-coated cathode sheet. Highlights materials like aluminum foil, PVDF binder, and NMC622 CAM, alongside processes such as mixing, coating, calendaring, slitting, vacuum drying, and cutting.

A breakdown of materials and process steps for manufacturing a double-coated anode sheet. Includes raw materials like copper foil, PVDF binder, and NMP solvent, as well as processes like mixing, coating, calendaring, slitting, vacuum drying, and cutting.

Im folgenden Abschnitt werfen wir einen Blick auf den Zellmontageprozess und die Finalisierung der Batteriezelle:

A waterfall chart showing the cost breakdown of a product, including materials, manufacturing, overhead, and other expenses, leading to a total cost of 14.35 EUR per piece. Below the chart, a detailed summary of material costs (78.80%), manufacturing costs (21.20%), and other cost categories is provided.

Unsere detaillierte Kostenaufgliederung des Produktionsprozesses von Lithium-Ionen-Batterien in der Tset Software liefert folgende Erkenntnisse:

  • Kosten pro einzelne Zelle: 14,35 EUR
  • Energiebasierte Kosten: 68,88 EUR/kWh

Die Gesamtkosten verteilen sich wie folgt:

  • Materialkosten: 78,8%
  • Prozesskosten: 21,2%

Hinweis: Diese Berechnungen berücksichtigen keine potenziellen Kostenoptimierungen wie die Wiederverwendung von CAM/AAM, das Recycling von Elektrolyten oder Metallrückvergütungen. Zudem sind in den oben dargestellten Zahlen keine allgemeinen Gemeinkosten wie SG&A, Gewinn, F&E, Geschäftsrisiken und Verpackung enthalten. Die Tset Software kann jedoch diese Faktoren problemlos in die Kalkulation einbeziehen.

Fazit

Unsere Analyse zeigt, wie die Tset Software präzise interne Fertigungskostenkalkulationen liefert – eine entscheidende Grundlage für Hersteller, um ihre Rentabilität zu sichern. Tset bietet eine Vielzahl an maßgeschneiderten Funktionen, die speziell auf die Anforderungen von Batterieherstellern zugeschnitten sind, darunter:

- Rentabilitätsmanagement in verschiedenen Volumenszenarien
- Target Costing für geplante Zelltechnologien und -prozesse
- Sensitivitätsanalysen von Prozessparametern

Für detailliertere Einblicke in unsere Batteriekalkulationen, lesen Sie unsere kommenden Artikel oder kontaktieren Sie unsere Expert*innen für eine Beratung.

Autor

Kevin Fister
Senior Cost Engineer

12.12.2024

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