In Batterieprojekten ist das Verständnis der gesamten Prozesskette entscheidend
Auch wenn die Elektromobilität in Deutschland zuletzt schwächelte – der Bedarf an Batteriemassen wächst stetig und die Anlagen werden immer größer. Coperion baut die Anlagen für die Herstellung von Batteriemassen. Knut Hilgert erklärte auf der POWTECH 2023, welche Vorteile Konti-Verfahren gegenüber der Batch-Produktion haben und welche Rolle dabei die Extrusion spielt.
Coperion bietet Gesamtsysteme für die kontinuierliche Herstellung von Batteriemassen aus einer Hand.Industry Insights: Bei der Herstellung von Batteriemassen steht die Mechanische Verfahrenstechnik und der Anlagenbau dazu im Zentrum. Wo sehen Sie hier Herausforderungen und welche Lösungen sind aus Sicht von Coperion zielführend?
Hilgert: Die Herausforderung für den europäischen Anlagenbau besteht ganz klar im Grundverständnis der Systeme der gesamten Batterieherstellungs-Prozesskette. Das beginnt beim Refining der Rohmaterialien über den Herstellungsprozess der Kathoden- und Anoden-Aktivmaterialien als Ausgangsstoffe der Batteriemassen, und endet bei der Batteriezellenherstellung in der sogenannten Gigafactory. Das Mischen der Batteriemassen in der Gigafactory wurde in der Vergangenheit ausschließlich durch Batchprozesse realisiert, was aber für die benötigten großen Mengen viele Nachteile hat. Coperion unterstützt Batteriehersteller hier umfassend, indem wir Gesamtsysteme für die kontinuierliche Herstellung von Batteriemassen aus einer Hand anbieten. Das heißt, wir übernehmen alle Schritte vom Eingang der Basismaterialien in die Gigafactory bis zur Übergabe an die Beschichtung und den Trockenprozess. Auch Lösungen für die vorgelagerten Herstellungsschritte, wie das Refining von Rohstoffen und die Produktion von Kathoden- und Anoden-Aktivmaterialien, gehören zu unserem Portfolio. Selbstverständlich erstellen wir hier grundsätzlich auch Containment-Konzepte, mit dem die Mitarbeiter vor den toxischen Stoffen geschützt werden.
Industry Insights: Der Begriff „Gigafactory“ impliziert bereits die Größenordnungen, um die es geht. Wie entlasten Sie die Batteriehersteller, die ja häufig nicht die Kompetenz haben, um die Anlagenbau-Gewerke selbst zu koordinieren?
Hilgert: Coperion bietet alles, was für ein Projekt benötigt wird, aus einer Hand an. Mit eigener Planungs-, Engineering- und Verfahrenskompetenz sowie eigenen Schlüsselbauteilen können wir individuelle Anlagenkonzepte vorschlagen und diese sicher und wirtschaftlich realisieren.
Zentrales Element der kontinuierlichen Produktion von Batteriemassen ist der ZSK Extruder.Industry Insights: Welche konkreten Lösungen stehen aktuell im Fokus?
Hilgert: Wenn wir auf das Mischen der Batteriemassen blicken, ist unser Vorschlag der Einsatz eines gleichläufigen Zweischnecken-Extruders. Die Extrusionstechnik ist eine exzellente Alternative zu Batchprozessen und unausweichlich, wenn es um kontinuierliche Prozesse geht. Höhere Durchsätze bei geringerem Energiebedarf und deutlich geringerem Footprint sind möglich, was zu einer insgesamt besseren Effizienz führt. Extruder sind zudem die ideale Lösung für Rezepturen mit hohem Feststoffanteil. Dadurch ist es möglich, den Lösemittelanteil zu reduzieren, um dadurch die Trocknungszeit zu verkürzen oder auf ein reines Trockenmischen zu gehen, also ein Mischen ohne jeglichen Flüssiganteil, was aktuell einen klaren Trend darstellt. Der kontinuierliche Prozess ermöglicht zudem eine flexible Anpassung der Inhaltsstoffe und die Realisierung einer Inline-Qualitätskontrolle. Dadurch können Abweichungen der Produktqualität schnell korrigiert werden.
Industry Insights: Wir haben es in der Batteriefertigung immer noch mit relativ jungen Technologien zu tun, die aber gleich nach der Entwicklung in einen großen Maßstab übertragen werden müssen. Wie sieht der Ansatz von Coperion dafür aus?
Hilgert: Das ist aus meiner Sicht kein großes Problem. Wir kennen das bei Coperion aus vielen Industriebereichen. Die größte Herausforderung sehe ich in der Systemintegration, der Prozessintegration und im Projektmanagement von schlüsselfertigen Gesamtanlagen. Coperion verfügt über langjährige Erfahrung aus dem Großanlagenbau, die uns hier zugutekommt.
