Innovative Batteriematerialien: Pilotanlage Powder-Up am ZSW eingeweiht

© ZSW / Duckek

Ulm - Die Batterietechnologie gilt als Schlüsseltechnologie der Zukunft, die eine große Bedeutung für den Innovations- und Wirtschaftsstandort Deutschland hat. Bund und Länder setzen daher auf den Hochlauf der Batterieforschung. Wichtige Standorte sind das ZSW in Ulm und Meet in Münster. Am ZSW wurde jetzt eine Pilotanlage für innovative Batteriematerialien eröffnet.

Im Rahmen der Batterieforschung werden neue Materialien zunächst in kleinen Batterieprototypen getestet. Bei erfolgreichen Ergebnissen werden dann jedoch schnell deutlich größere Materialmengen notwendig. Diese konnten bisher nur von den großen industriellen Herstellern geliefert werden, die jedoch meist nicht in Europa produzieren und nur selten bereit sind, ihre besten Produkte an Universitäten oder andere Forschungseinrichtungen abzugeben. Diese Lücke schließt nun die Powder-Up-Pilotanlage des ZSW.

Zentraler Baustein für wettbewerbsfähige und nachhaltige Batteriewertschöpfungskette
Gestern (02.05.2024) wurde am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Ulm die neue Produktionsstätte Powder-Up für die Herstellung von hochenergetischen und umweltfreundlichen Batteriematerialien eingeweiht. Powder-Up Ist ein zentraler Baustein für den Aufbau einer wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Batteriewertschöpfungskette in Deutschland und Europa.

Die Anlage ermöglicht hierzulande erstmals die Produktion von innovativen Batteriematerialien und deren Vorprodukten im Maßstab von bis zu 100 Kilogramm außerhalb der Industrie. Die Performance von Lithium-Ionen-Batterien hängt hauptsächlich von den verbauten Materialien ab. Mit der Powder-Up-Pilotanlage können nun erstmalig außerhalb der Industrie solche Kathodenmaterialien in einer seriennahen Umgebung hergestellt werden. Damit soll auch die technologische Souveränität im Bereich Batteriefertigung weiter vorangetrieben werden. Zur Einweihung anwesend waren Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger und Ministerialdirektor Michael Kleiner vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus.

„Die deutsche Batterieforschung ist spitze, jetzt müssen wir den Transfer in die Anwendung verbessern und neue, innovative Infrastrukturen hierfür schaffen. Mit der Pilotanlage Powder-Up! am ZSW in Ulm und der Forschungsfertigung Batteriezelle in Münster entsteht in Deutschland ein zusammenhängendes Forschungsökosystem für die Entwicklung innovativer Batterietechnologien ‚Made in Europe‘. Diese Forschungsinfrastruktur stärkt die Position Deutschlands als führender Standort für die Batterieproduktion. Nun liegt es an der Industrie, dieses Angebot für einen schnellen Markthochlauf zu nutzen", betonte Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger.

„Wir sind stolz darauf, diese herstellerunabhängige Entwicklungsplattform unseren Partnern aus Industrie und Wissenschaft anbieten zu können. In dem viergeschossigen Powder-Up-Neubau kommen ausschließlich industrieerprobte Maschinen zum Einsatz, um eine erfolgreiche Produktherstellung unter seriennahen Bedingungen zu garantieren“, ergänzte Prof. Dr. Markus Hölzle, Leiter des ZSW in Ulm im Rahmen der Einweihung.

Kathodenmaterialien industrienah herstellen
Die Powder-Up-Pilotanlage umfasst eine Nutzfläche von 2.400 Quadratmetern und deckt alle Produktionsschritte für die Herstellung von hochenergetischen und umweltfreundlichen Batteriematerialien ab. Dazu gehören eine Fällungsanlage für Vorstufen, eine Hochtemperatur-Wärmebehandlung sowie verschiedene Varianten der Nachbearbeitung. Ebenso integriert sind neue chemische Labore sowie hochpräzise analytische Messgeräte. Die neuen Anlagen ermöglichen es, schnell unterschiedliche Produktmuster herzustellen und diese ebenso schnell zu testen. Mittels digitalisierter Prozessschritte inklusive der zugehörigen Produktanalytik sollen die Entwicklungszyklen weiter verkürzt werden, um Ressourceneinsatz, Produktausbeute und die Performance von Batterien schnell weiter verbessern zu können.

Die in der Powder-Up-Pilotanlage hergestellten Materialien, bei denen der Fokus auf neuartigen Kathodenmaterialien liegt, können anschließend in Pilotanlagen bei Forschungsinstituten oder bei Batterieproduzenten für Entwicklungen genutzt werden. Chargen bis 100 Kilogramm sind möglich. Erst diese Menge an Material ermöglicht den Bau von originalgroßen Batterien, wie sie später zum Beispiel in Fahrzeugen eingesetzt werden würden. Die Powder-Up-Anlage dient darüber hinaus der Erforschung einzelner Produktionsschritte und der hierfür eingesetzten Maschinen. Durch diese Arbeit unterstützt Powder-Up auch den deutschen Maschinenbau, von dem fast alle Maschinen und Anlagen stammen.

Das Land Baden-Württemberg finanziert das Powder-Up-Gebäude mit 10 Mio. Euro. Die Pilotanlage mit allen Anlagenteilen, der Gebäude- und Sicherheitstechnik sowie die notwendige Analytik wird mit 24 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziell gefördert.