Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) baut eine neue Pilotanlage namens Powder-Up! zur Herstellung von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Zwölf Monate dauert das Großprojekt jetzt im Ulmer Wissenschaftspark. Die neue Anlage wird die Kapazität haben, Materialchargen bis zu 100 Kilogramm zu produzieren. Diese Mengen werden benötigt, um großformatige Batteriezellen für Elektroautos oder stationäre Speicher herzustellen. Die Anlage wird die erste ihrer Art in Europa sein, die es Forschern ermöglicht, die einzelnen Produktionsschritte für diese Materialien unter fabrikähnlichen Bedingungen zu entwickeln und zu verfeinern. Am 18. November 2022 erfolgte der Spatenstich für den Neubau. Das Land Baden-Württemberg fördert die Bauarbeiten mit rund zehn Millionen Euro.
Die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus hängt fast ausschließlich von den verwendeten Materialien ab. Für frühe Prototypen genügen kleine Mengen an neuen und verbesserten Materialien, in fortgeschrittenen Entwicklungsstadien werden jedoch bis zu 100 Kilogramm benötigt. Industrielle Hersteller zögern, solche großen Mengen hochmoderner Hochleistungsmaterialien mit Universitäten und Forschungsinstituten zu teilen. Und wenn sie etwas teilen, tun sie dies nur unter der Bedingung strenger Vertraulichkeit. Der Forschungsgemeinschaft fehlt eine unabhängige, nicht industrielle Produktionsstätte, die Mengen produzieren kann, die über die typische Kapazität von Forschungsinstituten hinausgehen.
Kathodenmaterial in 100-Kilogramm-Chargen
Hier ist Powder-Up! kommt ins Bild. Die neue Pilotanlage des ZSW wird für die Herstellung von Batteriematerialien in Mengen von zehn bis 100 Kilogramm ausgestattet sein. Es ist die erste nicht-industrielle Anlage in Europa mit dieser Kapazität. Diese Fabrik wird die gesamte Prozesskette abdecken und es den Forschern auch ermöglichen, einzelne Produktionsschritte zu untersuchen. Institute und Batteriehersteller können die in der Pilotanlage hergestellten Materialien – insbesondere die Kathodenmaterialien – für ihre Forschung nutzen. Der Shopfloor soll auch als Testgelände für neu entwickelte Fertigungsanlagen dienen, die dem deutschen Maschinenbau zugute kommen.
„Der vierstöckige Neubau wird ausschließlich mit industriell bewährten Maschinen ausgestattet, um eine Produktion unter fabrikähnlichen Bedingungen zu gewährleisten“, sagt Prof. Dr. Markus Hölzle, Vorstandsmitglied des ZSW und Leiter des Bereichs Elektrochemie Geschäftsbereich Energietechnologien in Ulm. „Die neuen Einrichtungen werden es uns ermöglichen, verschiedene Produktmuster schnell zu synthetisieren und dadurch viel Entwicklungszeit einzusparen. Mit digitalisierten Prozessschritten und Produktanalysen stellen wir die Mittel bereit, um Ressourcennutzung, Produktausbeute und Batterieleistung kontinuierlich zu verbessern.“
Bis Dezember 2023 soll die Pilotanlage in Betrieb gehen.
Wir, die Conplaning GmbH, freuen uns sehr, auch beim 3. Bauabschnitt für die Fachplanung der Versorgungstechnischen Gewerke (Heizung, Lüftung, Sanitär) sowie der Gebäudeautomation und der technischen Gase weiter tätig zu sein.