Elektromobilität

Wie VW den Lithium-Bedarf für 70 reine E-Autos decken will

| Redakteur: Svenja Gelowicz

Für Lithium-Ionen-Batteriezellen werden aktuell fünf Hauptrohstoffe benötigt: Kobalt, Nickel, Mangan, Graphit und Lithium.
Für Lithium-Ionen-Batteriezellen werden aktuell fünf Hauptrohstoffe benötigt: Kobalt, Nickel, Mangan, Graphit und Lithium. (Bild: VW)

Lithium wird in naher Zukunft einer der meistgefragten Rohstoffe der Welt sein. Das chinesische Unternehmen Ganfeng Lithium soll Volkswagen für die nächsten zehn Jahre mit dem „weißen Gold“ versorgen. Welche Rolle kann Europa für die Lithium-Förderung spielen und ab wann setzen die Wolfsburger auf die Feststoffzelle?

In der vergangenen Woche haben Volkswagen und Ganfeng Lithium eine Absichtserklärung zur langfristigen Versorgung mit Lithium für Batteriezellen unterschrieben. Demnach soll Ganfeng den VW-Konzern und seine Lieferanten für die nächsten zehn Jahre mit Lithium beliefern. Stefan Sommer, VW-Konzernvorstand für Komponente und Beschaffung, sagte: „In den nächsten zehn Jahren will der Konzern mehr als 70 neue reine E-Fahrzeuge auf die Straße bringen. Entsprechend steigt unser Rohstoffbedarf für die Zellfertigung in den kommenden Jahren rapide. Diesen Bedarf gilt es frühzeitig abzusichern.“

Laut Prognose würde sich der weltweite Lithium-Bedarf bis zum Jahr 2023 mehr als verdoppeln – größtenteils aufgrund der Verarbeitung in Autobatterien, teilt VW mit. Grundsätzlich werden für die Herstellung von Lithium-Ionen Batteriezellen fünf Hauptrohstoffe benötigt.

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Lithium-Produktion und -Reserven nach Ländern
Lithium-Produktion und -Reserven nach Ländern (Bild: USGS)

Auf der Kathodenseite fungiere eine Verbindung der Elemente Kobalt, Nickel und Mangan durch ihre Struktur als Speicherort für die Speicherung des Ladungsträgers Lithium, auf der Anodenseite ist dies Graphit. Weiterhin ist Lithium im Elektrolyt enthalten. Lithium gilt dabei als derzeit konkurrenzloser, künftig unersetzlicher Ladungsträger, da kein anderes Element vergleichbare Eigenschaften für automobile Batterieanwendungen bietet, schreibt Volkswagen in einer Mitteilung. Dementsprechend sei die Absicherung des Rohstoffzugangs und des Marktes essentiell. Anders bei Kobalt: Der Anteil dieses Rohstoffs könnte von zurzeit zwölf bis 14 Prozent (Gewichtsanteil in der Kathode) auf fünf Prozent innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre sinken.

Ab 2025: VW plant Kleinserienproduktion von Feststoffzellen

Das Alkalimetall Lithium kommt in zahlreichen Ländern vor. Zu unterscheiden sind laut Volkswagen der Abbau in Salzseen und im Erzbergbau. Der Bergbau gelte dabei sowohl in kommerzieller als auch nachhaltiger Hinsicht als zukunftssichere Lösung. Der Lithium-Gewinn in Salzseen – vor allem in Chile, Argentinien und Bolivien – gelte als schwer kalkulierbar: Die Produktion könnte nämlich bereits durch Regen und Schnee oder auch natürliche Verunreinigungen im Material stark beeinträchtigt werden. Auch die Auswirkungen auf die Umwelt (etwa beim Grundwasserspiegel) könnte potenziell problematisch sein.

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Aus dem Bergbau stammendes Lithium sei für das zukünftig relevante Zwischenprodukt „Lithiumhydroxid“ kommerziell attraktiver (im Vergleich mit Salzseen entfällt ein Produktionsschritt), stabiler abbaubar, leichter skalierbar und tendenziell nachhaltiger, schreibt Volkswagen. In der erzbasierten Produktion sei Australien Weltmarktführer, ein Land mit stabilen politischen Verhältnissen, hoher Transparenz und ambitionierten Umweltstandards. Ganfeng beziehe dort Material aus mehreren Minen. Überdies ist aus Erz gewonnenes Lithium geeigneter für Batterien der nächsten Generationen. Im Rahmen der Partnerschaft mit Quantumscape will Volkswagen ab 2025 eine Kleinserienproduktion von Feststoffzellen starten. „Wir fokussieren uns auf Lithium aus dem Bergbau, denn diese Abbauform bedeutet stabilere Preise, gesicherte Kapazitäten und transparente Nachhaltigkeit“, sagt Michael Bäcker, Leiter Beschaffung Elektromobilität bei Volkswagen.

Lithium-Förderung in Zentral- und Südeuropa

Eine wichtige Rolle in der Lithium-Strategie spielt auch das Thema Recycling. Heute sei es noch schwierig, mit den etablierten Prozessen „technisches Lithium“ zurückzugewinnen. Deshalb entwickelten VW-Ingenieure dafür einen eigenen Prozess. Darüber wird erforscht, wie sich mehr und mehr Materialien mittels Recycling neu verwerten lassen – etwa durch „Second Life“-Anwendungen in stationären Speichern, „Remanufacturing“ oder „Closed Loop“-Konzepte. Zur Entwicklung von neuen Verfahren plant VW bis Ende 2019 in Salzgitter die Einrichtung einer Recycling-Anlage. Batterien zum Recyceln werden laut Volkswagen voraussichtlich erst ab 2030 in signifikantem Umfang verfügbar sein.

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Die Wolfsburger wollen die Lithiumherstellung mittelfristig auch in Europa zu fördern – relevante Vorkommen gibt es laut dem OEM etwa in Zentral- und Südeuropa. Bis das Lithium in die Batteriezelle gelangt, bedarf es allerdings mehrerer Produktionsschritte: Zunächst würde der Rohstoff aus dem Gestein gewonnen, dann in chemischen Prozessen zum Konzentrat sowie zum Hydroxid verarbeitet, anschließend mit Kobalt, Mangan und Nickel zu einem Mischoxid verarbeitet, auf eine Aluminiumfolie aufgetragen, als gewickelte Folie ins Zellgehäuse eingesetzt und mit Elektrolyten versetzt. Möglichst viele dieser Schritte sollen künftig auch in Europa geleistet werden.

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