Die Europa-Fabrik

Batteriezellen zu fertigen, ist anspruchsvoll. Dürr und seine Partner bieten den Kunden deshalb eine gründliche Beratung an. Sie ist wichtig für den Aufbau der Fabrik. Hier geht es auch darum, welche Batterien man überhaupt herstellen will. „Je nach Zweck weisen Batteriespeicher unterschiedliche Zusammensetzungen und Formen auf. Sie können flach sein, prismenförmig oder zylindrisch“, erklärt Yannick Wildermuth, der das Projekt strategisch begleitet.  

Jede Batterie hat einen Minuspol (Kathode) und einen Pluspol (Anode). Heute werden Anoden bei Lithium-Ionen-Akkus aus Grafit und Kohlenstoff hergestellt, die Kathode aus einem Gemisch von Lithium, Nickel und anderen Metallen. Aber auch Mixturen wie Eisenphosphate werden sich künftig durchsetzen. Deshalb muss jede Fabrik ganz individuell gestaltet werden.

Ausgangsstoffe sind Pulver, die zu Pasten gerührt auf Kupfer- oder Alufolie aufgetragen werden. Die beschichteten Folienbänder gehen durch einen Trockner, eine Walze presst sie anschließend mit tonnenschwerem Druck zusammen. Dann wird das Folienband in Längsstreifen geschnitten. Aus diesem Material entsteht später eine Batteriezelle.  

Für diesen ersten Fertigungsabschnitt bringt Dürr das Wissen und die Technologie mit. Um das Beschichten und Trocknen geht es auch in der Lackiertechnik, wenngleich die Prozesse natürlich nicht identisch sind. Und auch in der Abluftreinigung kennt sich Dürr aus – sie ist in der Batterieproduktion wichtig, denn noch sind schädliche Lösemittel unverzichtbar.  

Wenn die Folien fertig sind, kommen Systeme der Partnerfirmen Manz und Grob zum Zuge. Eine Maschine schneidet die Streifen in die exakte Länge und legt sie übereinander – abwechselnd Kupferfolie (Anode) und Alufolie (Kathode). Dazwischen kommt immer ein Stück Separatorfolie zum Isolieren – ähnlich wie beim Schichten von Lasagne.  

Dann wird gerollt, geschnitten, geklebt, geschweißt, versiegelt oder abgedichtet – je nachdem, welche Form die Batterie am Ende haben soll. Was noch fehlt, ist der Elektrolyt, eine Flüssigkeit, die dafür sorgt, dass Ionen beim Be- und Entladen zwischen Plus- und Minuspol hin und her wandern können.

Noch hat die Zelle kein Leben. Beim Formieren wird sie elektrisch aufgeladen. Nur der Qualität entsprechende und gereifte Zellen sollen weiterverarbeitet werden. Das ist mit Arbeitsschritten verbunden, die sich je nach Art der Batterie unterscheiden und durch Technik von Dürr, Grob oder Manz abgedeckt werden.  

Die Batteriezelle muss vollständig dicht sein. Weder darf Nässe eindringen noch der Elektrolyt entweichen. Eine Prüfung der elektrischen Eigenschaften schließt die Zellfertigung ab. Die Tests erledigen Maschinen der Konzerntochter Teamtechnik.  

Dann sind die Zellen fertig zum Versand. In den meisten Fällen werden sie an anderen Orten zu Modulen zusammengesetzt, dann zu Batteriepacks verschaltet und ins Fahrzeug eingebaut. Auch diese Arbeitsschritte übernehmen Maschinen und Anlagen des Dreierbündnisses.

Die Batterietechnik entwickelt sich ständig weiter. Durch die Akquisition von Ingecal kann Dürr nun auch Kalandrieranlagen liefern, die bei der Beschichtung von Elektrodenfolien eine zentrale Rolle spielen. Im Moment arbeitet die Fachwelt zudem an der sogenannten Trockenbeschichtung. Dürrs neuer Partner LiCAP hat eine Methode entwickelt, mit der sich Elektroden ohne flüssiges Material herstellen lassen. „Das Material wird unter Druck zusammengepresst und danach auf die Metallfolie laminiert“, sagt Wildermuth. Die aufwendige Trocknung der Materialien nach der Beschichtung entfällt, der Energieverbrauch der Fabrik sinkt.

Die Trockenbeschichtung ist auch ein Meilenstein auf dem Weg zur Feststoffbatterie, bei der der Elektrolyt aus festem Material besteht und die deshalb leistungsfähiger, sicherer und klimafreundlicher ist als ihre Vorgänger. Sie gilt als nächster großer Innovationsschritt der Batterietechnik – und sie wird sich künftig auch in einer Fabrik aus dem Hause Dürr, Grob und Manz finden.