Nachhaltiger durchstarten

Auf der Battery Show in Stuttgart präsentierte LANXESS seine Lösungen für die E-Mobilität: nachhaltige und sichere Batterien.

Der Verbrenner steht vor seinem Aus, die E-Mobilität ist auf dem Vormarsch. Kritiker dieser politischen Entscheidung verweisen oft auf die wenig umweltfreundliche Produktion von Lithium-Ionen-Batterien. Woher kommen die Rohstoffe? Woher die Batterien? Und sind diese Batterien überhaupt sicher? Den Großteil der Batterien liefert China. Und allein mit dieser Lieferkette geht ein hoher CO₂-Ausstoß einher. Die aktuelle Analyse der europaweit tätigen Agentur Transport & Environment rechnet vor, dass bis 2030 schätzungsweise 133 Millionen Tonnen CO₂ eingespart werden könnten, wenn der europäische Bedarf an Batteriezellen und -komponenten vor Ort produziert würde. LANXESS kann dazu beitragen, dieses Ziel zu erreichen. Denn der Konzern bietet ein breites Produktportfolio zur Herstellung für Lithium-Ionen-Batterien und für Anwendungen im Bereich der Elektromobilität. Dazu zählen Schlüsselrohstoffe und Materiallösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Vom 18. bis 20. Juni stellten die unterschiedlichen Business Units diese Lösungen auf der Battery Show in Stuttgart vor. Die Messe gilt als größte europäische Fachmesse zu neuesten Materialien, Technologien und Fertigungsverfahren im stark wachsenden Segment der Elektromobilität. „Mit unserem umfangreichen Portfolio an Schlüsselrohstoffen und Vorprodukten sowie unseren Anlagen und Standorten in Europa können wir den Aufbau lokaler Wertschöpfungsketten enorm unterstützen“, sagt Harry Zumaqué, Leiter New Business Development, GF Corporate Development. „Mit unserer Expertise in der Prozessentwicklung erschließen wir zudem neue Felder im Bereich des Batterierecyclings und treiben so die Nachhaltigkeit in der Zellfertigung und Chemieproduktion aktiv voran.“

LANXESS geht neue Wege

Als Kathodenaktivmaterial in Lithium-Ionen-Batterien entwickelt sich Lithium-Eisenphosphat (LFP) zu einer nachhaltigen Alternative gegenüber kobalt- und nickelhaltigen Materialien. Prognosen zufolge, wird der Bedarf an LFP bis zum Jahr 2030 jährlich um 20 Prozent wachsen. Derzeit liegt die Produktion von LFP-Batterien fast ausschließlich in China.

Um diese Abhängigkeit und auch den CO₂-Fußabdruck für europäische Hersteller zu verringern, bietet LANXESS jetzt maßgeschneiderte Vorprodukte für die LFP-Synthese an. Dazu zählen neue Eisenoxide in Batteriequalität sowie Eisenphosphat, in dessen Herstellung LANXESS einsteigen will. Das Unternehmen ist mit einer Produktionskapazität von über 300.000 Tonnen pro Jahr einer der global führenden Hersteller von Eisenoxiden und betreibt als Großproduzent Standorte unter anderem in Deutschland und Brasilien. „Der überwiegende Teil der außerhalb Chinas hergestellten Eisenoxide stammt aus den Produktionsstätten der Business Unit IPG“, sagt Stefano Bartolucci, Marktsegmentleiter Spezialitäten, BU IPG.

Recycling mit Lewatit-Harzen

Beim Thema Nachhaltigkeit sieht die BU LPT für ihre Lewatit-Ionenaustauscherharze noch viele Einsatzmöglichkeiten. So haben sie sich in der Erzaufbereitung bewährt: Sie extrahieren batteriefähiges Nickel und Kobalt, sie raffinieren und sie reinigen Lithium-Konzentrate aller Art auf. Diese Harze eröffnen im Bereich der Batterieproduktion eine weitere Anwendung, nämlich das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien. „Wir stellen selektive Lewatit-Harze her, mit denen sich aus Schwarzmasse – geschredderte Batterien – Metalle wie Lithium, Nickel, Kobalt und Mangan in ‚Battery Grade‘ gewinnen lassen. Sie können dann erneut für Kathodenmaterialien genutzt werden“, erläutert Dr. Dirk Steinhilber, Technical Marketing Manager, BU LPT.

Eines war am Ende der Battery Show klar: Die E-Mobilität wird auch dank der Lösungen von LANXESS nachhaltiger und sicherer.

umweltfreundlicher und sicherer

• DIe BU PLA bietet für Hochleistungskunststoffe, die in Batteriemodulen und -gehäusen, Hochvolt-Steckern und Bauteilen im Bereich der Ladeinfrastruktur genutzt werden, sehr effektive phosphor- und brombasierte Flammschutzmittel an.
  
  
• Die Signalfarbe Orange dient bei Hochvolt-Komponenten in Elektroautos der Sicherheit und bei Unfällen und Wartungsarbeiten dem Schutz von Rettungskräften und Mechanikern. Die mit BAYPLAST Orange TP LXS 51137 – hergestellt von der BU PLA –  eingefärbten Kunststoffe zeichnen sich durch eine große Farbstabilität selbst bei hohen Temperaturen aus.
  
  
• Beim Schnellladen von Fahrzeugbatterien entsteht Wärme. Sie muss effektiv abgeführt werden. Tauchkühlmittel kühlen dabei die Batteriezellen durch direkten Kontakt ab. Hier punktet die BU LAB mit synthetischen Fluiden wie Phosphorsäureester. Sie sind elektrisch nichtleitend und schwer entflammbar. Diese Eigenschaften sind elementar, um beim Schnellladen in jedem Fall die Sicherheit zu gewährleisten. 
  
  
• Die BU Saltigo stellt in Kooperation mit Guangzhou Tinci Materials Technology Co. in Leverkusen Elektrolytformulierungen für Zellhersteller von Lithium-Ionen-Batterien her. Das chinesische Unternehmen gehört weltweit zu den führenden Produzenten von Lithium-Ionen-Batteriematerialien und beliefert europäische Zellhersteller mit den hochreinen Elektrolytformulierungen.
  
  
• LANXESS ist einer der führenden Hersteller von wasserfreier Flusssäure, Phosphorchemikalien, Thionylchlorid sowie Fluorsulfonsäure. Das alles sind wichtige Schlüsselrohstoffe, um Leitsalze wie Lithiumhexafluorphosphat oder Lithium-bis(fluorsulfonyl)imid für Elektrolytformulierungen herzustellen. Die BUs AII und PLA  können mit ihrem integrierten Anlagenverbund in Leverkusen einen Beitrag leisten, um eine lokale Leitsalzproduktion für die nachhaltige Zellfertigung in Europa aufzubauen.
  
  
• Phosphor-Additive von der BU PLA, die als Zusatz für nicht brennbare Elektrolyte eingesetzt werden, sorgen für zusätzliche Sicherheit innerhalb der Batteriezellen und erhalten gleichzeitig die Leistungsfähigkeit des Batteriesystems.
  
  
• LANXESS hat Zugang zu einem der größten unterirdischen Solevorkommen in Nordamerika, das große Konzentrationen an Lithium enthält. Die BU PLA stellt dem kanadischen Unternehmen Standard Lithium Ltd. die Sole zur Verfügung, um durch direkte Lithiumextraktion (DLE) hochreines Lithiumcarbonat herzustellen. Dieses Verfahren hinterlässt einen nur einen geringen ökologischen Fußabdruck.
  
  
  

  So funktioniert die Batterie für ein E-Auto

  Die positive Kathode besteht aus einer sehr reinen Lithium-Metall-xid-Verbindung. Der Minuspol, die Anode, enthält Graphit, eine Modifikation von Kohlenstoff. Damit die Lithium-Ionen in der Batterie wandern können, ist sie mit einem wasserfreien Elektrolyt gefüllt, das als Transportmedium für die Ionen dient. Der Separator verhindert einen Kurzschluss von Plus- und Minuspol. Beim Ladevorgang wandern die positiv aufgeladenen Lithium-Ionen durch den Separator hindurch in die Anode und lagern sich dort in die schichtartige Graphitstruktur ein. Beim Entladen der Batterie, wenn also Energie verbraucht wird, wandern die Lithium-Ionen wieder zurück in die Kathode. Der E-Motor im Auto wandelt dabei die elektrische Energie in mechanische um – das Auto fährt.