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Standortvorteil: Innovation

Batteriefertiger befinden sich im technologischen Wettlauf

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Batteriefertigung heißt viele Millionen investieren

Der nächste Schritt wird als „Slitting” bezeichnet. Dabei wird ein breites Elektrodenband (Mutter-Coil) in mehrere Tochterbänder (Tochter-Coils) unterteilt. Die Breite des Coils variiert zwischen 100 und 300 Millimetern. Anschließend erfolgt die Vakuumtrocknung. Nach dieser werden die Elektroden aus dem Mutter-Coil mit einem Stanzwerkzeug oder per Laserschnitt vereinzelt. Im Anschluss daran wird die elektrochemische Anordnung in einem Wickelvorgang vorgenommen, um elektrochemische Zellen aus Anode, Kathode und Separator herzustellen. In diese Zellanordnung wird dann der Elektrolyt gefüllt. Es folgen noch der erste Be- und Entladevorgang der Batterie. Währenddessen entsteht Gas, das in einer Gastasche gesammelt und von der Batterie abgetrennt wird. Abschließend erfolgt eine Überprüfung der Zelle, ob interne Kurzschlüsse existieren. Die Zelleigenschaften werden durch die Messung der Leerlaufspannung ermittelt. Eine unveränderte Leerlaufspannung bedeutet schließlich, dass die Zelle in Ordnung ist. Dann wird das System entsprechend verpackt. Insgesamt ergeben sich laut Broschüre der RWTH Aachen und des VDMA Investitionskosten im höheren dreistelligen Millionenbereich für die gesamte Batteriefertigung.

Die Alternative ist die Natrium-Ionen-Batterie

Aber im Rahmen des Förderprojekts „SIB:DE Entwicklung” hat das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) das bis dato größte deutsche Konsortium zur Natrium-Ionen-Batterietechnologie ins Leben gerufen. 25 Partner aus Wissenschaft und Industrie entwickeln dabei gemeinsam eine nachhaltige, sichere und wirtschaftliche Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien. Im Mittelpunkt stehen die Produktion großformatiger, marktreifer Zellen und nicht zuletzt die Bewertung ihrer Recycelbarkeit. Das Ziel ist es außerdem noch, die Forschungsergebnisse schnell in industrielle Anwendungen zu übertragen. Natrium-Ionen-Batterien sind eine vielversprechende, günstige und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. Sie nutzen das reichlich vorhandene Natrium (bekannt aus Kochsalz) anstelle des teuren und seltenen Lithiums, bei dem man auch noch stark von chinesischen Quellen abhängig ist. Natrium ist auch noch sicherer in der Handhabung. Somit könnten Natrium-Ionen-Batterien eine Schlüsselrolle bei der Sicherstellung einer stabilen und nachhaltigen europäischen Energieversorgung spielen.

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Europa könnte auf Augenhöhe mit Asien stehen

Das oben genannte Projekt in Sachen Natrium-Ionen-Batterien hat daher das Ziel, die Eignung der Natrium-Ionen-Technologie für eine nachhaltige Energie- und Mobilitätswende zu evaluieren und eine zügige industrielle Umsetzung zu erreichen. So könnte Europa auf den asiatischen Markt aufschließen. Beabsichtigt ist etwa der Aufbau eines vollständigen Ökosystems für die Fertigung von Natrium-Ionen-Batterien in Deutschland und ganz Europa. Insbesondere sollen die beteiligten Industriepartner schnell in die Lage versetzt werden, diese alternativen Batteriezellen im großen Maßstab marktreif und wettbewerbsfähig zu produzieren.

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