GM intensiviert eigene Entwicklung von Batteriezellen

General Motors errichtet auf dem Campus seines Global Technical Center in Warren im US-Bundesstaat Michigan ein neues Innovationszentrum für Batteriezellen. Die Einrichtung soll sich der Entwicklung und Produktion von GMs Ultium-Zellen der nächsten Generation widmen und Mitte 2022 in Betrieb gehen.

Das Zentrum mit dem Namen Wallace Battery Cell Innovation Center soll es GM unter anderem ermöglichen, die Entwicklung neuer Technologien wie Lithium-Metall-, Silizium- und Festkörperbatterien zu beschleunigen – ebenso die dazugehörigen Produktionsmethoden. Außerdem will GM an dem Standort die Arbeit mit seinen Batterie-Kooperationspartnern bündeln. Insofern spiele die Einrichtung eine zentrale Rolle bei der Verwirklichung von GMs Vision einer rein elektrischen Zukunft, heißt es in einer begleitenden Mitteilung. Und konkret auch bei der Realisierung von GMs erklärtem Ziel, bei der nächsten Generation der Ultium-Batterie mindestens 60 Prozent niedrigere Kosten zu erreichen.

Zum Hintergrund: Bereits im Frühjahr wurde publik, dass GM anstrebt, die nächste Ultium-Generation zu einer „Lithium-Metall-Batterie mit geschützter Anode“ zu machen, die „eine Kombination aus Erschwinglichkeit, hoher Leistung und Energiedichte“ bietet. Schon seinerzeit fiel jener Satz einer 60-prozentigen Kostenreduktion. Dazu soll die Technologie von Festkörperbatterie-Spezialisten SolidEnergy Systems (SES) der Schlüssel sein. Im April investierte GM vor diesem Hintergrund 139 Millionen US-Dollar in das Unternehmen. Ergo liebäugelt GM mit demselben Weg wie der Volkswagen-Konzern, der sich mit QuantumScape bekanntlich ebenfalls einen Spezialisten für Feststoffbatterien an Bord geholt hat. Dasselbe Muster zeigt sich bei Ford und dem Tech-Unternehmen SolidPower (zusammen mit Hyundai und BMW).

Doch zurück zum Wallace Center: Dieses wird sich dennoch breiter aufstellen und nach Angaben des US-Autobauers unterschiedliche Zelltest- und -formationskammern, ein Materialsyntheselabor zur Entwicklung von kathodenaktiven Materialien, ein Slurry-Misch- und -Verarbeitungslabor, einen Beschichtungsraum, ein Elektrolytproduktionslabor und ein Forensiklabor mit Materialanalysegeräten und moderner Software umfassen. Die komplette Anlage soll auf „mindestens das Dreifache ihrer aktuellen Fläche“ erweiterbar sein und voraussichtlich im vierten Quartal 2022 ihre ersten Prototypzellen bauen.

Dabei stehen verschiedene Batterietypen und Zellformate im Fokus. GM gibt an, dass das Wallace Center Batterien mit einer Energiedichte von 600 bis 1200 Wh/l sowie wichtige Bestandteile von Batteriezellen, etwa aktive Materialien, herstellen werde. Außerdem solle das Zentrum in der Lage sein, „großformatige Prototyp-Lithium-Metall-Batteriezellen für den Einsatz in Fahrzeugen zu bauen, die über die kleinen Lithium-Metall-Zellen hinausgehen, die üblicherweise in Handgeräten oder Forschungsanwendungen verwendet werden. Diese Zellen könnten bis zu 1.000 mm groß sein, fast doppelt so groß wie die ursprünglichen Ultium-Pouchzellen, und werden auf einer GM-eigenen Formel basieren“, heißt es aus der Konzernzentrale des Herstellers.

Die im Wallace Center ebenfalls zu entwickelnden Produktionsmethoden will GM schnell in seinen Fabriken für Batteriezellen einsetzen, „einschließlich der Joint Ventures von GM mit LG Energy Solution in Lordstown/Ohio und Spring Hill/Tennessee sowie an anderen, noch nicht genannten Standorten in den USA“, so das Unternehmen. Unterstützt werde die Arbeit durch den Aufbau einer „Datenfarm“, um sich bei der Batterieentwicklung künstlicher Intelligenz zu bedienen. Vor diesem Hintergrund will GM „alle batterierelevanten Prozesse innerhalb und außerhalb des Labors in einer einzigen, riesigen Cloud zusammenführen“.

Das neue Innovationszentrum soll auf der bereits im Konzern geleisteten Batterieentwicklung aufbauen und zu diesem Zweck die am Campus des Global Technical Center ansässigen Batterieentwicklungsstandorte des Konzerns miteinander vernetzen. Zu diesen Standorten gehören das GM Research and Development Chemical and Materials‘ Subsystems Lab, das derzeit die Batterieentwicklung des Unternehmens leitet, und das Estes Battery Systems Lab, das mit mehr als 100.000 Quadratmetern zu den größten Batterievalidierungslabors in Nordamerika zählt. Aus seiner bisherigen Entwicklungsarbeit im Batteriebereich verfügt General Motors nach eigenen Angaben über gut 2.000 erteilte oder angemeldete Patente.

„Das Wallace Center wird die Entwicklung und Produktion unserer Ultium-Batterien der nächsten Generation erheblich beschleunigen und uns in die Lage versetzen, EV-Batterien der nächsten Generation auf den Markt zu bringen“, resümiert Doug Parks, bei GM Executive Vice President und zuständig für die globale Produktentwicklung, Beschaffung und Lieferkette. „Der Bau des Wallace Centers stellt eine massive Erweiterung unserer Batterieentwicklungsaktivitäten dar und wird ein wichtiger Bestandteil unseres Plans sein, Zellen zu bauen, die die Grundlage für erschwinglichere Elektrofahrzeuge mit größerer Reichweite in der Zukunft bilden werden.“

Mit „Ultium“ bezeichnet GM bekanntlich sowohl eine neue, flexible E-Plattform für 400 oder 800 Volt, als auch seine neuen Motoren- und Batteriefamilien. Konkret stehen für die Plattform fünf Antriebseinheiten und drei Motoren zur Auswahl, mit denen die künftigen Elektro-Modelle flexibel konstruiert werden können. Die für Elektroautos wichtigen Batteriezellen werden für die Ultium-Modelle nicht von einem Zelllieferanten eingekauft, sondern im Joint Venture mit LG Energy Solution in zwei eigenen Batteriefabriken in den USA gefertigt.

Im derzeitigen Ultium-Batteriesystem können die großformatigen Pouch-Zellen mit NMCA-Chemie vertikal oder horizontal im Akkupack angeordnet werden. Die Kapazitäten der Batteriepakete liegen zwischen 50 und 200 kWh, wodurch Reichweiten von 400 Meilen (644 km) und mehr möglich sein sollen.
media.gm.com