Volkswagen will Trockenbeschichtung in Großserie anwenden

Volkswagen strebt an, ein neues Produktionsverfahren für E-Auto-Batterien in Großserie zu bringen. Eine Trockenbeschichtung soll den Energieverbrauch bei der Herstellung von Batteriezellen um 30 Prozent reduzieren und die Kosten der E-Autos um mehrere Hundert Euro pro Fahrzeug senken.

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Das berichtet der „Spiegel“ unter Berufung auf Sebastian Wolf, Vorstand der Volkswagen-Batterietochter PowerCo. In deren Regie will Volkswagen bekanntlich mit Partnern in der Wertschöpfungskette weit nach vorne dringen und Zellen für künftige Elektroauto-Batterien in eigenen Großanlagen herstellen. Insofern erklärt sich auch, warum sich der Autobauer seit einiger Zeit stark für Zellen-Fertigungssysteme interessiert.

Wie Wolf nun ausführt, habe sich die Methode der Elektroden-Trockenbeschichtung in internen Tests als tragfähig erwiesen. PowerCo habe deshalb beschlossen, weiter in das Verfahren zu investieren und zunächst eine Pilotlinie in einem Labor in der Nähe von Salzgitter zu installieren, wo PowerCo derzeit seine weltweit erste Batteriezellenfabrik aufbaut. An dem neuen Verfahren forscht Volkswagen laut Wolf gemeinsam mit Partnern schon seit dem Jahr 2020. Bis Anfang 2027 soll es auf Millionen von Batteriezellen angewandt werden. Die bisherigen Projektkosten sollen sich auf rund 40 Millionen Euro belaufen.

Aktuell arbeiten weltweit eine Reihe von Unternehmen und Forschungseinrichtungen an Trockenbeschichtungsverfahren für Elektroden. Diese bestehen als zentraler Bestandteil der Batterie in der Regel aus einer Metallfolie, die mit einer dünnen Beschichtung überzogen ist. Die Beschichtung enthält dabei die aktiven Komponenten, die für die Energiespeicherung verantwortlich sind. Üblicherweise erfolgt der Beschichtungsprozess nass-chemisch mit sogenannten Slurry-Ansätzen: Aus Aktivmaterial, Leitrußen und Bindern wird zusammen mit einem Lösungsmittel eine Art Paste hergestellt, mit der zunächst eine nasse Schicht auf der Metallfolie erzeugt wird. Damit das Lösungsmittel anschließend wieder verdampfen kann, werden riesige Anlagen mit sehr langen Trocknungsstrecken benötigt. Diese Schritte würde die Trockenbeschichtung überflüssig machen.

Zu den auf diesem Feld sehr aktiven Akteuren gehört etwa eine Allianz aus Siemens, LiCAP Technologies und BW Papersystems. Das Trio hatte vor rund einem halben Jahr eine strategische Partnerschaft für die Herstellung und Vermarktung solcher Anlagen für die Batteriezellenindustrie geschlossen. Auch Tesla arbeitet bei seinen großen 4680er Zellen an der Trockenbeschichtung. Zuletzt wurde berichtet, dass Tesla zwar die Anode trocken beschichten kann, aber immer noch mit Problemen bei der Trockenbeschichtung der Kathode kämpfe.

Volkswagen denkt bei künftigen Fertigungssystemen unterdessen schon weiter. 2021 investierte der Konzern in das US-Batterie-Startup 24M Technologies, das mit einem Semi-Solid-Prozess nochmals einen Schritt weiter geht als das Trockenbeschichtungsverfahren. Volkswagen ist seit 2021 Lizenznehmer – und präzisierte seinerzeit: „Perspektivisch soll durch reduzierten Materialeinsatz sowie Wegfall mehrerer Schritte des herkömmlichen Produktionsprozesses eine erhebliche Kostenoptimierung in der Batterieproduktion erreicht werden. Dazu wird eine neue Tochtergesellschaft von Volkswagen die Technologie auf der Grundlage von Patentrechten von 24M für Automobilanwendungen weiterentwickeln und skalieren.“

Als „mögliche Vorteile“ der Solid-State-Technologie zählten die Wolfsburger damals eine um bis zu 40 Prozent reduzierte Produktionsfläche, erhebliche Einsparungen bei den Investitionen, ein effizienteres Produktrecycling sowie die Verbesserung der CO2-Bilanz der Batterieproduktion auf. Die Einführung des Verfahrens in die Großserienproduktion sei für die zweite Hälfte des Jahrzehnts geplant, hieß es seinerzeit. Ob diese Planung noch bestand hat, ist jedoch nicht gesichert. Schließlich soll das Trockenbeschichtungsverfahren seine Wirkung ja nach ganz aktuellen Angaben ebenfalls in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts entfalten.

Update 16.06.2023: Volkswagen hat jetzt offiziell bestätigt, die Trockenbeschichtung von Elektroden in E-Auto-Batterien industrialisieren zu wollen. Der Plan war vor einigen Tagen durchgesickert. In seiner Mitteilung nennt der Konzern nun weitere Details, etwa dass der Serieneinsatz von derart gefertigten Zellen ab 2026/2027 vorgesehen ist.
spiegel.de, volkswagen-newsroom.com (Update)