Volkswagen nennt Details zu Trockenbeschichtungs-Ansatz

Volkswagen hat jetzt offiziell bestätigt, die Trockenbeschichtung von Elektroden in E-Auto-Batterien industrialisieren zu wollen. Der Plan war vor einigen Tagen durchgesickert. In seiner Mitteilung nennt der Konzern nun weitere Details, etwa dass der Serieneinsatz von derart gefertigten Zellen ab 2026/2027 vorgesehen ist.

Schon vor ein paar Tagen hatte der „Spiegel“ berichtet, dass Volkswagen die Trockenbeschichtung bei der Herstellung von E-Auto-Batterien in die Großserie bringen will – und sich dabei auf Sebastian Wolf, Vorstand der Volkswagen-Batterietochter PowerCo, berufen. Die Wolfsburger strebten an, den Energieverbrauch bei der Herstellung von Batteriezellen dadurch um 30 Prozent zu reduzieren und die Kosten der E-Autos um mehrere Hundert Euro pro Fahrzeug zu senken, hieß es in dem Bericht.

Jetzt macht Volkswagen den geplanten Einsatz des neuen Verfahrens offiziell. In internen Tests habe sich der entwickelte Prozess bereits bewährt, meldet der Konzern. Die 30 Prozent angestrebte Energieeinsparung bestätigt er ebenso wie eine Pilotlinie in einem PowerCo-Labor (offiziell in Norddeutschland, laut „Spiegel“ in der Nähe von Salzgitter). Dazu ergänzt der Hersteller, dass das sogenannte Dry Coating von Batteriezellen auch rund 15 Prozent Fabrikfläche und „Fertigungskosten in Millionenhöhe“ spare.

Mehr erfahren wir jetzt auch zu den Partnern von Volkswagen in diesem Entwicklungsfeld. So geht PowerCo die Weiterentwicklung und Industrialisierung des Dry-Coating-Verfahrens unter anderem mit dem deutschen Druckmaschinenspezialisten Koenig & Bauer AG an. Die Entwicklungsphase der neuen Prozesstechnologie solle bis Ende 2024 abgeschlossen sein, der Serieneinsatz wie eingangs erwähnt ab 2026/2027 erfolgen, heißt es.

Mit Koenig & Bauer hat PowerCo konkret einen Kooperationsvertrag zur Entwicklungszusammenarbeit („Joint Development Agreement“) geschlossen. Gemeinsames Ziel sei die Entwicklung einer Walzenanlage zur industriellen Pulverbeschichtung von Elektroden in Großserie, teilen die Wolfsburger mit. Hintergrund ist, dass die Beschichtung extrem dünn erfolgen muss. Mit Koenig & Bauer hat Volkswagen nach eigenen Angaben „für den Zeitraum nach Erreichen der Entwicklungsziele exklusive Rechte vereinbart, die im Detail vertraulich sind und für die gesonderte Verträge abgeschlossen werden.“ Duplikate der Walze sollen ergo nicht an andere Hersteller gehen.

Zur Integration der neuen Fertigungsprozesse äußert Sebastian Wolf – diesmal offiziell in der Volkswagen-Mitteilung -, dass die eigenen Standardfabriken „retrofittable“, also einfach und schnell nach- oder umrüstbar, seien. „Wir haben insgesamt rund 30 absehbare Produkt- und Produktionsinnovationen von vornherein antizipiert und können die Fabrik auf alle relevanten neuen Prozesse umstellen, sobald diese marktreif sind.“

Bei einem Mediengespräch in Berlin, an dem electrive teilgenommen hat, enthüllte das Unternehmen darüber hinaus noch über den Inhalt der Mitteilung hinausgehende Details. So erhofft man sich in Wolfsburg eine Gesamtkosteneinsparung von 50 Prozent des Batteriezellenpreises und der Verkauf solcher Zellen ist auch an andere OEMs geplant – wobei Volkswagen seine eigenen Fahrzeuge zunächst priorisieren dürfte. Daneben äußerte das Unternehmen gegenüber den Medienvertretern, dass der Aufbau der prismatischen Zelle einen flexiblen Einsatz in allen Fahrzeugtypen und mit unterschiedlichen Zellchemien erlaube. Und: Die Zellen seien „rückwärtskompatibel“, so dass auch bestehende Fahrzeugmodelle von der Entwicklung profitieren können sollen.

Aktuell arbeiten weltweit eine Reihe von Unternehmen und Forschungseinrichtungen an Trockenbeschichtungsverfahren für Elektroden. Diese bestehen als zentraler Bestandteil der Batterie in der Regel aus einer Metallfolie, die mit einer dünnen Beschichtung überzogen ist. Die Beschichtung enthält dabei die aktiven Komponenten, die für die Energiespeicherung verantwortlich sind. Üblicherweise erfolgt der Beschichtungsprozess nass-chemisch mit sogenannten Slurry-Ansätzen: Aus Aktivmaterial, Leitrußen und Bindern wird zusammen mit einem Lösungsmittel eine Art Paste hergestellt, mit der zunächst eine nasse Schicht auf der Metallfolie erzeugt wird. Damit das Lösungsmittel anschließend wieder verdampfen kann, werden riesige Anlagen mit sehr langen Trocknungsstrecken benötigt. Diese Schritte würde die Trockenbeschichtung überflüssig machen

PowerCo bestätigt, die pulverförmigen Basiszutaten ähnlich eines Druckverfahrens direkt auf die Folie walzen zu wollen. „Damit entfallen zwei von vier Prozessschritte der Elektrodenfertigung. Das Pulver kann auch ohne Lösemittel extrem dünn und gleichmäßig aufgetragen werden, die Schicht ist ungefähr so dünn wie ein Kopfhaar. Das gewährleistet eine hervorragende Flächen-Energiedichte bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und verbesserter Schnellladefähigkeit der Batteriezelle“, führt das Unternehmen aus. Die Auswirkung auf den Flächenbedarf der Zellfabrik sei mit 15 Prozent Reduzierungspotential enorm. „Pro Gebäudeblock einer Standard-Gigafactory mit rund 20 GWh Produktionskapazität entfallen vier parallele Beschichtungs- und Trocknungslinien. Das entspricht mehr als 7.000 Quadratmetern Fläche“, vergegenwärtigen die Wolfsburger.

In den Augen von Thomas Schmall, Konzernvorstand Volkswagen Group Technology und Aufsichtsratsvorsitzender der PowerCo, untermauern Technologien wie das Dry Coating die technologische Schlagkraft der PowerCo. „Wir haben das nötige Know-how und die richtigen Experten, um die Zellfertigung auf ein neues Level zu bringen und erhebliche Kostenvorteile für unsere Kunden zu heben. Unser Ziel sind nachhaltige und günstige Batterien aus eigener Produktion.“

Frank Blome, CEO der PowerCo SE, ergänzt: „Die Trockenbeschichtung ist für die Produktion das, was die Feststoffzelle für das Produkt ist – ein echter Game-Changer, der uns bei erfolgreicher Skalierung in Großserie eine klare Alleinstellung und damit klare Wettbewerbsvorteile verschafft.“

Nicht aus dem „Spiegel“-Artikel bestätigt hat Volkswagen übrigens, dass die bisherigen Projektkosten sich auf rund 40 Millionen Euro belaufen sollen.
volkswagen-newsroom.com