Leclanché meldet Durchbruch bei umweltgerechter Batteriefertigung
Dem Schweizer Batteriehersteller Leclanché ist bei der umweltgerechten Fertigung moderner G/NMCA-Zellen nach eigenen Angaben ein Durchbruch gelungen. Leclanché kann in einem umweltschonenden wasserbasierten Verfahren den Kobalt-Anteil in NMCA-Elektroden von bisher 20 auf fünf Prozent senken.
Dabei verzichtet Leclanché gänzlich auf den Einsatz der ansonsten im Produktionsprozess üblichen, stark toxischen organischen Lösemittel (NMP, kurz für N-Methylpyrrolidon). Die neuen G/NMCA-Zellen bieten laut Leclanché über eine um 20 Prozent höhere Energiedichte gegenüber herkömmlichen NMC-Zellen – bei gleicher Größe, gleichem Gewicht und sehr guter Performance. Das „G“ steht dabei für das Graphit in der Anode, NMCA für eine Kathode auf Basis von Nickel-Mangan-Kobalt-Aluminiumoxid.
Klar ist: NMCA-Kathoden auf Grundlage Wasser-basierter Binder sind leichter zu entsorgen und wiederverwertbar. Die neu entwickelte G/NMCA-Zelle soll einen Nickel-Anteil von rund 90 Prozent aufweisen, was die Energiedichte steigert und die deutliche Verringerung des Kobalt-Anteils um 15 Prozent ermöglicht. Zugleich bietet sie nach Angaben des Unternehmens eine längere Lebensdauer, eine hohe Zyklenfestigkeit sowie eine gute Ladefähigkeit.
Dank der hohen Volumendichte und der hohen Zyklenstabilität sollen sich die neuen Zellen besonders gut für „Elektroautos sowie Schwerlastanwendungen wie Schiffe, Busse und Lastwagen“ eignen. Die neuen G/NMCA-Zellen von Leclanché werden voraussichtlich 2024 am Markt verfügbar sein.
Die genaue Zusammensetzung gibt das Unternehmen freilich nicht an. Bei sogenannten NMC811-Zellen, die bereits in heutigen E-Fahrzeugen eingesetzt werden, liegt das Mischungsverhältnis bei 8 zu 1 zu 1 – also bereits mit zehn Prozent Kobalt und nicht 20 Prozent, was von Leclanché als Ausgangswert genannt wird. Das Ergebnis von fünf Prozent und der Verzicht auf NMP wären jedoch immer noch eine deutliche Verbesserung.
Unternehmensvertreter betonen in der Mitteilung aber auch, dass der eigentliche Durchbruch in der nun möglichen Produktion liegt. „Mit der wasserbasierten Fertigung der hochkapazitiven NMCA-Kathoden haben wir einen entscheidenden Meilenstein in der Lithium-Ionen-Technologie erreicht“, sagt Hilmi Buqa, Vice President F&E von Leclanché. „Bisher galt ihre Herstellung mit umweltschonenden Verfahren als unmöglich. Doch jetzt beherrschen wir den Prozess.“
Leclanché setzt seit vielen Jahren bei seiner Batterieproduktion auf wässrige Bindemittel. Unter anderem weil mit den bisherigen Produktionsprozessen auf Basis dieser Bindemittel nicht so hohe Energiedichten möglich waren, wie sie für den Automotive-Einsatz nachgefragt wurden, kommen Leclanché-Batterien bisher vor allem in Nutzfahrzeugen sowie der Schifffahrt bei Hybrid-Fähren oder E-Schiffen zum Einsatz.
Mit dem Wasser-basierten Verfahren kann Leclanché übrigens schon heute auf energieintensive Prozesse zum Trocknen, Ablüften und Recycling der Lösemittel verzichten. Der Energieverbrauch soll daher um zehn bis 30 Prozent geringer sein.
Die großformatigen Zellen stammen aus deutscher Produktion am Standort Willstätt in Baden-Württemberg, die Modulproduktion von Leclanché erfolgt auf einer hochmodernen automatisierten Montagelinie am Unternehmenssitz in Yverdon in der Schweiz.
leclanche.com