Das UK BATTERY INDUSTRIALISATION CENTRE (UKBIC) setzt auf EIRICH-Misch- und Aufbereitungstechnik

Elektromobilität erfordert fortschrittliche und leistungsfähige Energiespeichersysteme. Moderne Hybrid- und Elektrofahrzeuge brauchen Hochleistungsbatterien, wie z. B. Lithium-Ionen-Batterien. Auch viele andere Nutzungen – z. B. in der Luft- und Raumfahrt, bei der stationären Energiespeicherung und bei Schwerlast-/Off-Highway-Anwendungen - verlangen leistungsstarke Energiespeichersysteme. Die Entwicklung neuer und besserer Speichersysteme ist eine dringliche Forderung unserer Zeit. In vielen Ländern haben es sich Regierungen zum Ziel gesetzt, die Entwicklung solcher Systeme zu fördern. In England wurde das UK BATTERY INDUSTRIALISATION CENTRE (UKBIC) gegründet, um die Skalierung von Fertigungstechnologien in Großbritannien zu fördern. Bei der Misch- und Aufbereitungstechnik für die Fertigungslinie hat sich UKBIC für EIRICH entschieden.

Weltweit verzeichnet die Elektromobilität seit mehreren Jahren hohe Wachstumsraten. Die heutige Produktionstechnik stößt jedoch an ihre Grenzen. Die Entwicklung neuer Technologien und der damit verbundenen neuen Herstellprozesse wird entscheidend dafür sein, die Industrie mit den Zielsetzungen Verbesserung der Energiedichte, der Kostensenkung und der Verbesserung der Lebensdauer voranzubringen.

Ein erheblicher Teil der Produktions- und Lieferkapazitäten für Lithium-Ionen-Batteriezellen ist derzeit in Asien angesiedelt. Europäische Hersteller haben sich bis vor kurzem aufgrund der Kosten, der Komplexität und der Notwendigkeit, eine Qualifikationsbasis aufzubauen, dem Aufbau eigener Zellfertigungskapazitäten widersetzt. Traditionell wurden Zellen von Drittanbietern der Stufe Tier-1 gekauft und diese zu Batteriesystemen komplettiert.

Um die Abhängigkeit von langen Lieferketten zu verringern sowie die Wertschöpfung und die Arbeitsplätze in Europa anzusiedeln, haben viele europäische Regierungen beschlossen, leistungsfähige, qualitativ hochwertige und lokale Produktionskapazitäten für Zell- und Batteriesysteme zu fördern. Dies soll dazu beizutragen, das ideale Umfeld zu schaffen, um die Angebots- und Qualifikationsbasis zu erweitern, die zur Unterstützung dieses Ziels erforderlich ist.

Im Jahr 2018 wurde dazu das UK BATTERY INDUSTRIALISATION CENTRE gegründet. Diese Organisation mit Sitz in Coventry und Warwickshire ist Teil der Industriestrategie und der Faraday Battery Challenge der britischen Regierung. Die Maßnahmen sollen dazu beitragen, das Vereinigte Königreich beim Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft als weltweit führend zu etablieren. Die Zielsetzung von UKBIC ist es, mit Aktivitäten in Forschung und Entwicklung, Innovation und Scale-up auf industriell relevante Größenordnungen die Entwicklung heutiger und zukünftiger Generationen von Batteriesystemen zu ermöglichen. Auch sollen Kompetenztrainings angeboten und eine wachsende lokale Lieferkette unterstützt werden. Auf diese Weise können bestehende und neue Unternehmen eine großvolumige Batterieproduktion aufbauen, welche die Herstellung von leistungsstarken Hybrid-, Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeugen in Großbritannien ermöglicht.

Die Aufbereitung von Kathoden- und Anodenmassen stellt große Anforderungen an die Mischtechnik. Um die geforderten Qualitätsstandards zu erreichen, sind ein hohes Maß an Präzision und Reproduzierbarkeit erforderlich. Deshalb hat sich UKBIC für EIRICH entschieden. Das weltweit einzigartige Mischsystem ermöglicht es, in ein und demselben Aggregat die Rohstoffe zu mischen und zu einer auftragbaren Suspension zu dispergieren. Die Aufbereitungszeiten im Eirich-MixSolver^®-Prozess können gegenüber den Standardverfahren deutlich verkürzt werden, vom Stunden- in den Minutenbereich. Die Anlagentechnik wird vereinfacht, in der Folge werden die Investitions- und Betriebskosten deutlich reduziert.

Die EIRICH-Technik ist weltweit in vielen Branchen im Einsatz, zum Mischen, Granulieren, Coaten, Kneten und Dispergieren. All diese Prozessschritte sind in ein und derselben Maschine möglich; es ergibt sich damit eine Vereinfachung der Aufbereitung, bei gleicher oder höherer Produktqualität. In Baugrößen von 1 Liter bis 3.000 Liter ist nur ein einziges Misch- bzw. Dispergierwerkzeug notwendig. Daraus resultiert eine gute Scale-up-Fähigkeit sowie Flexibilität des Aufbereitungssystems.

Zum Lieferumfang der ca. 1 GWh-UKBIC-Scale-up-Anlage gehören zwei Mischer der Baugröße R12W (Fassungsvermögen 250 l), einer für Anodenmassen und einer für Kathodenmassen. Die Mischer sind mit automatischer Hochdruckreinigung und erstmals mit Doppelmantelkühlung ausgerüstet. Ebenso liefert EIRICH die komplette Dosier- und Wägetechnik sowie das Prozessleitsystem für die Anlage.

Die Anlage soll im 1. Quartal 2020 in Betrieb gehen.

Weitere Informationen: Dr. Stefan Gerl, E-Mail: stefan.gerl@eirich.de