Batterieproduktion Trockenbeschichtung: Powerco entwickelt mit Koenig & Bauer

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Powerco will Batteriezellen in Europa und Nordamerika mittels Dry Coating herstellen. Die Serienfertigung soll spätestens 2027 beginnen.

Volkswagens Batteriezellhersteller Powerco will das so genannte „Dry Coating“, die Trockenbeschichtung, industrialisieren. Bei dem Verfahren müssen Elektroden nicht nass beschichtet und anschließend getrocknet werden. Damit entfällt der energieintensivste Teil der Zellfertigung. Außerdem sind keine chemischen Lösemittel notwendig.

Für die Weiterentwicklung und Industrialisierung des Verfahrens arbeitet Powerco unter anderem mit dem deutschen Druckmaschinenhersteller Koenig & Bauer zusammen. Das Ziel ist eine Walzenanlage zum industriellen Pulverbeschichten von Elektroden in Großserie.

Powerco betreibt nach eigenen Angaben bereits eine entsprechende Pilotlinie in Salzgitter. Koenig & Bauer soll als Druckanlagenhersteller bis Ende 2024 eine Anlage zur industriellen Pulverbeschichtung entwickeln. Powerco will das Verfahren ab dem Jahr 2026/2027 in Serie einsetzen.

Weniger Energie und Fläche notwendig

Der neue Prozess kann nach Berechnungen von Powerco rund 30 Prozent Energie und rund 15 Prozent Fabrikfläche sparen – und damit hunderte Millionen Euro Fertigungskosten jährlich. „Die Trockenbeschichtung ist für die Produktion das, was die Feststoffzelle für das Produkt ist: ein echter Game-Changer“, beschreibt Powerco-Chef Frank Blome.

Bei erfolgreicher Skalierung in Großserie sieht Blome ein Alleinstellungsmerkmal für sein Unternehmen. Laut Powerco-Produktionsvorstand Stefan Wolf können bestehende Fabriken nachgerüstet werden.

Auf dem Weg zur grünen Batteriezelle

Mit dem Dry-Coating-Verfahren sinkt der Flächenbedarf der Zellfabrik um 15 Prozent. Konkret entfallen pro Gebäudeblock einer Standard-Gigafactory mit rund 20 Gigawattstunden Produktionskapazität vier parallele Beschichtungs- und Trocknungslinien, mehr als 7.000 Quadratmeter Fläche.

Weil Trockenöfen und Absaugvorrichtungen entfallen, benötigt die Beispielfabrik deutlich weniger Energie. Powerco spricht von einer Menge, die dem Jahresverbrauch von rund 40.000 Privathaushalten entspricht, also etwa 140.000 Kilowattstunden.

Woher kommt die Zahl? In einem Haushalt in Deutschland leben laut Statista durchschnittlich rund zwei Personen. Im Jahr 2023 verbrauchten Zwei-Personen-Haushalte in Deutschland rund 3,5 Kilowattstunden Energie.

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Außerdem sind für den Prozess keine chemischen Lösemittel notwendig. Diese werden aktuell in rund 20 Meter hohen, silo-artigen Türmen außerhalb der Produktionshalle energieintensiv wiederaufbereitet.

Was ist das Dry Coating-Verfahren?

Kathode und Anode sind der Kern der Batteriezelle. Beim Fertigen der Elektroden werden aktuell Batteriematerialien mit Additiven und flüssigen Lösemitteln zu einem feuchten Brei verrührt. Anschließend wird dieser Brei auf Trägerfolien aus Kupfer beziehungsweise Aluminium aufgetragen, getrocknet und gewalzt.

Bei der Trockenbeschichtung werden die pulverförmigen Basiszutaten ähnlich eines Druckverfahrens direkt auf die Folie gewalzt. Damit entfallen zwei von vier Prozessschritte der Elektrodenfertigung. Das Pulver lässt sich ohne Lösemittel extrem dünn und gleichmäßig auftragen.

Die Schicht ist ungefähr so dünn wie ein menschliches Haar. Die Vorteile sind laut Powerco eine sehr gute Flächen-Energiedichte, hohe Lebensdauer und bessere Schnellladefähigkeit der Batteriezelle.

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