In Zukunft sollen Elektroautos eine Schlüsselrolle zur Verbesserung der Luftqualität in Metropolen und bei der Reduktion von CO2-Emissionen spielen.
Weltweit wird deshalb der Ausbau von E-Flotten und damit auch der Batteriekapazitäten forciert – vor allem in China. Zur Herstellung der Schlüsselkomponente der Energiespeicher, der sogenannten Batteriepaste, hat Bühler gemeinsam mit dem chinesischen Hersteller Lishen in den vergangenen Jahren einen vollkommen neuen und wesentlich effizienteren Produktionsprozess entwickelt – und jetzt von Lishen den ersten Grossauftrag über vier Produktionslinien im Wert von knapp CHF 10 Mio. erhalten. „Für uns bedeutet dieser Auftrag den Eintritt in den stark wachsenden Zukunftsmarkt der E-Mobilität“, sagt Samuel Schär, CEO des Bühler Geschäftsbereichs Advanced Materials.
Die weltweite Bevölkerungszunahme und der steigende Wohlstand vor allem in den Schwellenländern führen zu einer nie dagewesenen Fahrzeugdichte. China ist heute mit über 20 Millionen Fahrzeugen pro Jahr der grösste Automobilhersteller der Welt. Vor allem in den dicht bevölkerten Städten stellt der motorisierte Verkehr jedoch eine grosse Herausforderung dar. Elektroautos sollen deshalb massgeblich zu einer Reduktion der CO2-Emissionen und damit zu einer sauberen und effizienten Mobilität beitragen. Hinzu kommt, dass die chinesische Regierung die Verbreitung von Elektrofahrzeugen mit verschiedenen Massnahmen gezielt fördert. Um dem erwarteten Boom zu begegnen, erweitern auch die Batteriehersteller zurzeit massiv Kapazitäten.
Zu den grössten Herstellern von Batterien in China gehört die 1997 gegründete Lishen. Das Unternehmen mit 10‘000 Mitarbeitenden ist spezialisiert auf die Entwicklung, die Herstellung und den Vertrieb von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge. Lishen plant, in den nächsten Jahren in China drei neue Batteriefabriken in Betrieb zu nehmen. Zusammen werden diese über eine Kapazität von 40 Gigawattstunden pro Jahr verfügen – mehr als die weltweite Produktionskapazität für Lithium-Ionen-Batterien von 2013 und ausreichend für 700‘000 durchschnittliche Elektroautobatterien.
Vollkontinuierliche Mischtechnologie
Eine Kernkomponente der Batterien sind die Materialien der positiven und negativen Pole (genannt Anode und Kathode) – in ihrer porösen Struktur lagern sich die Lithium-Ionen ein. Die Aufbereitung dieser Materialien hat einen direkten Einfluss auf die Effizienz, die Leistungsfähigkeit und die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien. Die Methoden, die heute dafür eingesetzt werden, sind jedoch für immer grössere Produktionsmengen nicht mehr geeignet. Deshalb hat Bühler in enger Partnerschaft mit Lishen in den vergangenen Jahren einen völlig neuen Prozess entwickelt, welcher die kontinuierliche Herstellung mit einem Zweiwellenextruder möglich macht – bislang wurden die Pasten chargenweise in grossen Rührkesseln zusammengemischt. Der neue Prozess von Bühler erlaubt eine wesentlich konstantere Qualität, benötigt 60 Prozent weniger Platz und reduziert den Prozessenergiebedarf um 60 Prozent – und senkt damit die Produktionskosten für die Batterien signifikant. „Für die grossflächige Verbreitung von Elektrofahrzeugen sind diese Effizienzsteigerungen in der Herstellung der Schlüsselkomponenten von zentraler Bedeutung“, sagt Cornel Mendler, Leiter der Bühler Business Area Grinding & Dispersion.
Das Lishen-Investment in der Höhe von knapp CHF 10 Mio. Franken entspricht einer Kapazität, um pro Stunde Batterien für rund 30 Elektrofahrzeuge oder 3200 Elektrofahrräder herzustellen – auf ein Jahr gerechnet sind das knapp 20 Millionen eBike Batterien oder mehr als 150‘000 Batterien für Elektrofahrzeuge. „Nach langjährigen gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist das für uns der Durchbruch in die grossindustrielle Batterieproduktion“, sagt Mendler. Lishen und Bühler haben bereits vereinbart, die Zusammenarbeit noch weiter auszubauen.
