Batterien für die E-Mobilität made in Germany

Der ZSW-Erfolg ist ein wichtiger Baustein für die kommende Industrialisierung von Fahrzeugbatterien.

Als erstes europäisches Forschungsinstitut ist es dem Zentrum für
Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) gelungen, den kompletten Herstellungsprozess von Lithium-Ionen Batterien abzubilden. Bei den gefertigten Lithium-Ionen Zellen aus dem ZSW handelt es sich um den Standardtyp 18650. Die Zellen sind belastbar und zeigen eine sehr gute Stabilität. Die Anstrengungen von Forschung, Politik und Wirtschaft, Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität zu machen, könnten mit diesem Erfolg bald erste Früchte tragen: Hersteller von Batteriematerialien können nun gemeinsam mit dem ZSW neue Rezepturen in Standardzellen erproben, Maschinenbauer die Fertigungstechnologie optimieren. Der Aufbau einer Zulieferindustrie für den gesamten Fertigungsprozess wird damit schneller realisierbar.

„Das ZSW hat eine lange Tradition in der Synthese neuer Aktivmaterialien“, sagt Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens, Leiterin des Fachgebiets Akkumulatoren Materialforschung. „Jetzt haben wir unsere Kompetenz über die ganze Wertschöpfungskette ausgebaut. Von der Beschichtung über Schneiden, Wickeln, Kontaktieren und Füllen bis zur Formierung konnten wir alle Prozessschritte bei der Produktion von Hochleistungsbatterien erfolgreich demonstrieren.“ Die Testreihen waren erfolgreich: Die ersten Zellen aus den Labors haben schon 2.000 Zyklen mit hoher Belastung hinter sich und zeigen bislang kaum Kapazitätsverluste. Bei den Akkus handelt es sich um die weltweit anerkannten Standardrundzellen, die derzeit auch in Elektroautos zum Einsatz kommen.

Im einem der nächsten Schritte wird das Forschungsinstitut großflächige Folien-Zellen bzw. prismatische Zellen herstellen, die für die Elektromobilität künftig bevorzugt werden. Mit dem nächstes Jahr bezugsfertigen neuen ZSW-Labor für Batterietechnologie in Ulm, kurz „eLaB“, werden die technischen Möglichkeiten für die Entwicklung von Hochleistungsbatterien nochmals deutlich ausgebaut. Die notwendige Ausstattung für die Zellfertigung konnte durch die Unterstützung der Bundesministerien für Bildung und Forschung (BMBF) und für Wirtschaft und Technologie (BMWI) auf den neuesten Stand erweitert werden. Der Spatenstich für das neue Laborzentrum erfolgt Ende Juli unter anderem mit Bundesforschungsministerin Annette Schavan.

Lithium-Ionen Batterien sind Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität und wichtig die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien. Die Hochleistungsbatterien sind seit 1991 auf dem Markt für Konsumartikel und werden heute fast ausschließlich in Asien produziert. Doch sind viele deutsche Firmen bei Schlüsselkompetenzen wie der Herstellung von Aktivmaterialien in der Chemieindustrie oder der Produktion von Fertigungsanlagen im Maschinenbau weltspitze. Das große Defizit ist bislang aber die Beherrschung der gesamten Fertigungstechnologie für Batterien. Das neue Angebot vom ZSW kann diesen Mangel ausgleichen. Eine Aufholjagd zu den führenden asiatischen Unternehmen rückt damit näher.

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