Schutzgasbox für die Materialentwicklung (Bild: Fraunhofer ICT).

Schutzgasbox für die Materialentwicklung (Bild: Fraunhofer ICT).

von Lothar Lochmaier

Berlin (pd/ks). Die weltweit führenden Experten quält seit längerem die Fragestellung: Energie- oder Leistungsspeicher? So lautet eine von unzähligen brennenden Themen, mit denen sich etwa Jens Tübke, Abteilungsleiter beim Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, immer wieder konfrontiert sieht. Denn die Lithium-Ionen-Batterietechnologie gilt beim reinrassigen Elektroantrieb zwar als die aussichtsreichste Variante.
Dennoch sind viele technische Details weiter ungelöst. „Rund 200 Ladezyklen bilden die derzeitige Grenze bei der Materialentwicklung in der Energiespeichertechnik“, skizziert der Experte.
So arbeiten die Forscher etwa an thermischen und mechanischen Konzepten für die Integration von Flachzellen in die Batteriemodule. Als gleichberechtigte Alternative stehen weitere Optionen bereit, wie z.B. Hochleistungszellen. In der Batterieforschung bzw. Zelltechnologie gelten 200 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) derzeit als das Maß aller Dinge. „Wenn sich die Materialentwickler um zehn Prozent mehr abmühen, die Systementwickler und -integratoren aber wieder fünfzig Prozent der Energie verschwenden, dann wäre das kontraproduktiv“, skizziert Jens Tübke. Der Experte plädiert deshalb für ein vollständig vernetztes Batterie- und Systemmanagement.
„Die Batterie ist tatsächlich die Schlüsselkomponente zum Erfolg des Elektroautos“, bestätigt Thomas Giesenberg, Senior Manager Electromobility der BASF Future Business GmbH. Das reibungslose Zusammenspiel zwischen Batterie und Fahrzeug sei erst durch die Materialien der Zellkomponenten möglich, begründet der Experte.
Die Anwendungen bei BASF Future Business umfassen dabei ein breites technologisches Spektrum, von Lithium-Ionen über Lithium-Schwefel bis hin zu „Lithium-Luft“. Im kommenden Jahr möchte der Global Player eine neue Produktionsanlage für die Lithium-Ionen-Technologie bzw. Hochleistungs-Kathoden in Elyria (Ohio, USA) in Betrieb nehmen. Oberste Priorität genieße dabei die Sicherheit, denn einen größeren Fehlschlag etwa durch brennende Fahrzeugbatterien könne sich die chemische Industrie nicht leisten, so der Experte weiter. Und genau deshalb feilt BASF etwa mit dem Gemeinschaftslabor Bella am Karlsruhe Institute of Technology an der stationären wie mobilen Batterietechnologie. „Reichweiten von bis zu 400 Kilometer sind dabei nicht unrealistisch“, bilanziert Giesenberg.

Reichweiten von bis zu 40 Kilometer

Fest steht auch: Ohne den Zugriff auf die weltweit größten Rohstoffvorkommen läuft in dieser Branche gar nichts. Der Rohstoff Lithium ist schließlich wichtiger Bestandteil vieler Produkte, beim Mobiltelefon ebenso wie bei der Batterietechnologie im Elektrofahrzeug. „Nicht der Mengenoutput ist bei der Förderung von Lithium entscheidend“, betont Steffen Haber, Leiter des Geschäftsbereichs Lithium bei der Chemetall GmbH. Die technisch anspruchsvolle Aufgabe bestehe vielmehr darin, einen qualitativ hochwertigen Rohstoff für die neue Industrie bereitzustellen. Der Global Player gehört mit einem Marktanteil von über 50 Prozent immerhin zu den weltweit führenden Unternehmen. Jedoch habe sich der Wettbewerb weiter verschärft, konstatiert Haber.
Auf 125 000 Tonnen weltweit taxiert Chemetall die derzeitige Fördermenge. Forciert durch die E-Mobilität werde das Förderpotenzial bis 2030 auf rund 700 000 Tonnen anwachsen. Was das konkret bedeutet, macht der Experte an der Preisspirale fest. Denn seit 2007 habe sich der Marktpreis des wertvollen Rohstoffs mehr als verdoppelt.

Ohne Lithium kein Elektroauto

„Ohne Lithium gibt es kein Elektroauto“, bringt Steffen Haber die Herausforderung auf den Punkt. Und der Vertreter von Chemetall konnte sich einen kleinen Seitenhieb zu seinen großen Mitbewerbern nicht ganz verkneifen, die mit vermeintlich nicht ganz ausgereifter Fördertechnik aufwarteten: „China hat drei große Vorkommen, aber keine einsatzbereite Technologie, um diese effizient und zuverlässig auszubeuten.“

Produktion Nr. 26, 2011