16.02.2023 – Kategorie: Produkte & Lösungen
Lithium-Ionen-Batterien: Leclanché macht Herstellung umweltfreundlicher
Quelle: LeclanchéLeclanché, Anbieter von Energiespeicherlösungen, ist bei der Fertigung moderner G/NMCA-Zellen eigenen Aussagen zufolge ein Durchbruch gelungen: Demnach kann Leclanché als erster Hersteller weltweit in einem wasserbasierten Verfahren den Kobaltanteil in NMCA-Elektroden von 20 auf 5 % senken. Dabei verzichtet das Unternehmen auf den Einsatz der sonst im Produktionsprozess üblichen, stark toxischen organischen Lösemittel (NMP).
Die neuen G/NMCA-Zellen von Leclanché verfügen über eine um 20 % höhere Energiedichte – bei gleicher Größe, gleichem Gewicht und sehr guter Performance. NMCA-Kathoden aus Basis wasserbasierter Binder sind leichter zu entsorgen und wiederverwertbar.
Geeignet für E-Autos und Schwerlastanwendungen
„Mit der wasserbasierten Fertigung der hochkapazitiven NMCA-Kathoden haben wir einen entscheidenden Meilenstein in der Lithium-Ionen-Technologie erreicht“, betont Dr. Hilmi Buqa, Vicepresident F&E von Leclanché. „Bisher galt ihre Herstellung mit umweltschonenden Verfahren als unmöglich. Doch jetzt beherrschen wir den Prozess.“
Leclanché gilt als erstes Unternehmen weltweit, das das umweltfreundliche Verfahren in die Produktion der Li-Ion-Zellen implementiert: Die neu entwickelte G/NMCA-Zelle besitzt einen Nickelanteil von rund 90 %, was die Energiedichte steigert und eine Verringerung des Kobaltanteils um 15 % ermöglicht. Zugleich bietet sie eine längere Lebensdauer, hohe Zyklenfestigkeit und gute Ladefähigkeit. Dank der hohen Volumendichte und Zyklenstabilität eignen sich die neuen Zellen besonders gut für Elektroautos sowie Schwerlastanwendungen wie Schiffe, Busse und Lastwagen.
Lithium-Ionen-Batterien wasserbasiert fertigen
Hochkapazitive NMCA-Kathoden (Nickel-Mangan-Kobalt-Aluminiumoxid) ermöglichen eine 20-prozentige Steigerung der Energiedichte einer Li-Ion-Zelle gegenüber herkömmlichen G/NMC-Zellen. Allerdings werden diese Kathoden von den meisten Herstellern unter Verwendung organischer Lösemittel wie NMP (N-Methylpyrrolidon) gefertigt. Im April 2018 wurde NMP in die Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe aufgenommen, die schwerwiegende irreversible Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt haben können. Die Verwendung von NMP wurde deshalb von der Europäischen Kommission eingeschränkt.
Leclanché setzt bei seinem Fertigungsverfahren seit rund 13 Jahren auf wässrige Bindemittel. In dem technisch einfacheren Prozess werden keine organischen Lösemittel eingesetzt. Das bannt nicht nur die Explosionsgefahr, es besteht auch keine Gesundheitsgefährdung für die Mitarbeitenden im Produktionsprozess. Dank des wasserbasierten Verfahrens kann Leclanché zudem auf energieintensive Prozesse zum Trocknen, Ablüften und Recycling der Lösemittel verzichten. Durch den 10- bis 30-prozentig niedrigeren Energieverbrauch verbessert das Leclanché-Verfahren zugleich den CO2-Fußabdruck der Batteriezellenproduktion. Damit bietet es nicht nur ökologische, sondern auch wirtschaftlich deutliche Vorteile.
Die neuen G/NMCA-Zellen von Leclanché werden voraussichtlich 2024 am Markt verfügbar sein.
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