Neue Materialien werden 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 Powder-Up.

Entwicklungszyklen verkürzen
Die Powder-Up-Pilotanlage umfasst eine Nutzfläche von 2400 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 Powder-Up hergestellten Materialien, der Fokus liegt auf neuartigen Kathodenmaterialien, 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. Powder-Up 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

Investitionen, Innovation und Industriezusammenarbeit
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Zsw erforschen seit über 35 Jahren Funktionsmaterialien für Batterien und Superkondensatoren. Sie verfügen daher über umfassende Erfahrung in der Entwicklung und Verarbeitung massgeschneiderter Pulver und Pasten. Ein Fokus liegt auf dem Design innovativer Batteriezellen ohne den Einsatz kritischer und umweltschädlicher Roh- und Hilfsstoffe, aber auch auf Batteriezellen mit erhöhter Sicherheit.

Zur Ausstattung des Zsw in Ulm gehört seit 2014 auch eine grosse Pilotlinie für die industrielle Produktion von Lithium-Ionen-Zellen bis 80 Amperestunden sowie seit 1998 ein europaweit anerkanntes Batteriesicherheits- und Testzentrum, in dem die Leistungsfähigkeit von Batterien und insbesondere von neuen Batterieprototypen unter extremsten Bedingungen bewertet wird. Hierzu zählen auch bewusst herbeigeführte Batteriebrände in den am Zsw vorhandenen Sicherheitsbunkern. Die Erforschung und Implementierung von Recyclingverfahren für Produktionsabfälle und Metalle aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien runden die Aktivitäten ab.

Text: ee-news.ch, Quelle: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (Zsw)