Im sächsischen Döbeln soll es 2021 eine Premiere geben. Im ersten Halbjahr nämlich plant die Schweizer Blackstone Resources dort den Start einer selbst entwickelten 3D-Drucktechnologie für Lithium-Batterien. Dabei geht es darum, die für Batterien notwendigen Elektroden inklusive notwendiger Trennschichten hintereinander zu drucken.

Standard in der industriellen Batteriefertigung ist laut dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung (ZSW) bisher eine Arbeitsteilung. Anoden und Kathoden werden separat teils von verschiedenen Herstellern produziert und dann zu Batterien kombiniert.

Das Verfahren, das nach Auskunft des Unternehmens auch von einem nicht näher genannten Fraunhofer-Institut eine positive Bewertung erhalten hat, verspricht laut Vorstandschef Udo Ernst dagegen eine spürbare Effizienzsteigerung. „Wir stellen die Batterie vollumfänglich selbst her. Somit fallen verschiedene Zwischenschritte weg, was die Batterie grundsätzlich billiger macht.“ Anfangs sollen die Lithium-Batterien noch über einen flüssigen Elektrolyt verfügen. Blackstone Resources strebt aber einen zügigen Übergang zu Feststoff-Batterien an.

Ernst erwartet für die Fertigung um 70 Prozent niedrigere Kapitalkosten als für eine herkömmliche Batteriefabrik nötig wäre. Die Betriebskosten fielen außerdem um 30 Prozent geringer aus. Durch das Drucken der einzelnen Metalle verbessere sich ferner die Materialeffizienz und dadurch die Energiedichte der Batterien um 20 Prozent. Ernst strebt an, die Energiespeicher künftig für unter 80 Euro je Kilowattstunde anbieten zu können. „Tesla-Batterien kosten aktuell etwa doppelt so viel“, sagt er.

ZSW: Muss sich noch bewähren

Ob das gelingt, muss sich zeigen. ZSW-Institutsleiter Markus Hölzle nennt den 3D-Druck für Batterien einen „interessanten Ansatz“, der sich aber noch bewähren müsse in einer Industrie, die immer billiger produziere und auf Arbeitsteilung setze. Und die danach strebe, künftig auf giftige Lösungsmittel zu verzichten. „Das ist ein entscheidender Punkt“, sagt Hölzle. Ernst sieht das genauso. „Wir verwenden ausschließlich Lösungsmittel mit Wasser. Somit sind Trocknungsprozesse bei uns immer umweltfreundlich.“

Für den Standort in Döbeln erhält die Firma Fördergelder aus der EU-Batterieforschung. Außerdem stellen Bund und Länder Mittel für strukturschwache Gebiete zur Verfügung. Los gehen soll es 2021 mit einer Jahresproduktion von 0,5 Gigawattstunden (GWh). Das reiche aus, um 10.000 Elektrofahrzeuge mit einer 50 kWh-Batterie auszurüsten. Schon 2022 soll dann der Übergang in die Massenproduktion erfolgen mit einer Jahreskapazität 1,25 GWh. Nächster Schritt sei der Einstieg in das Drucken von Festkörperbatterien. Diese seien effizienter und noch einmal deutlich günstiger herzustellen.

Vorbestellungen für 2021

Ernst berichtet von ersten Vorbestellungen für die gedruckten Batterien. Kapital zur Expansion steht zur Verfügung. Mit einem US-Fonds hat Blackstone Resources eine Vereinbarung über 30 Millionen Euro an Eigenkapital geschlossen. Insgesamt rechnet das Unternehmen mit Investitionskosten von zunächst 200 Millionen Euro.

Die Rohstoffe für die geplante Batterieproduktion hat das Unternehmen bereits weitgehend gesichert. Denn es ist an Minen in Asien, Europa und Lateinamerika beteiligt, die Batteriemetalle wie Kobalt, Lithium, Mangan und Nickel fördern. Lediglich bei Graphit sei Blackstone Resources noch auf externe Zukäufe angewiesen. Mit ihrem Geschäftsmodell eigener Rohstoffquellen steht die Firma bisher im Branchenvergleich relativ alleine da.

Das sieht Ernst als Vorteil: „Mit Rohstoffen aus eigenen Minen sind wir gut gerüstet für die wachsende Nachfrage nach Batterien“, sagt er. Denn der Boom von Akkus, Solarspeichern und Elektroautos kann laut verschiedenen Studien mittelfristig zu Engpässen bei Rohstoffen wie Lithium führen. Darauf bereiten sich offenbar auch andere Hersteller vor. So hat Tesla kürzlich angekündigt, verstärkt eigene Rohstoffvorkommen erschließen zu wollen.

10.12.2020 | Autor: Oliver Ristau |
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