Blackstone Batterie Technologie:

Ein EUR 200 Mio. Projekt

 

Blackstone Resources hat hochgesteckte Ziele für den Markt der Elektromobilität. Die europäische Innovationsstärke und exzellente Infrastruktur sowie die nachhaltige deutsche Energiepolitik bilden den Grundstein für eine moderne, wettbewerbsfähige Batterieproduktion mit sehr geringer CO2 Belastung. Dies wird es der Blackstone Resources AG ermöglichen, ein bedeutendes Batterie-Produktionsprojekt in Deutschland zu errichten.

Blackstone Resources AG beabsichtigt, ein vertikal integrierter Entwickler und Produzent von Rohmaterial und Li-Ionen Batterien für elektrisch betriebene Fahrzeuge sowie Industrieanwendungen zu werden. Blackstone besitzt bereits Beteiligungen auf dem Gebiet der Batterie-Metalle (Förderung und Raffinerie) in Kanada (Kobalt), Chile (Lithium), Kolumbien (Mangan),  und Indonesien (Nickel).

Zu Beginn des Jahres 2019 hat Blackstone Resources AG mitgeteilt, € 200 Mio. in eine Batterie-Forschungs- und -Produktionsanlage in Deutschland zu investieren.  Dazu wurde die Blackstone Research GmbH in Erfurt (Freistaat Thüringen/Deutschland) gegründet und die Forschungstätigkeiten aufgenommen. Es wurden Kooperationen mit auf Batterieforschung spezialisierte Universitäten und Instituten geschlossen.

Der Markt für Li-Ionen Batterien ist nach wie vor stark wachsend. Der weltweite Trend der CO2 Reduzierung durch immer mehr elektrisch betriebene Fortbewegung ist ungebrochen und nimmt jetzt erst richtig Fahrt auf.

 

Abbildung 1: Quelle: Fraunhofer Gesellschaft

 

Mit der Expansion auf dem Gebiet der Batterie-Technologie entsteht insofern ein signifikanter Wettbewerbsvorteil, als dass das Risiko der schwankenden Rohstoffpreise im Zusammenhang mit den über einen gewissen Zeitraum konstanten Marktpreisen für Li-Ionen Batteriezellen deutlich geringer ist. 

Das Ziel ist es, neue, disruptive Technologien zu verwenden, um die nächste Generation von Batterien für elektrisch betriebe Fahrzeuge und industrielle Anwendungen herzustellen. Es wird mit einer Produktionskapazität von jährlich 3 GWh Batteriezellen in 2025 begonnen. Dies entspricht einer Anzahl von ca. 75.000 Gabelstaplern oder Elektrofahrzeugen mit einer Batteriekapazität von 40 kWh. Ist dieses Ziel erreicht, wird die Produktion schrittweise um 10 GWh/a erweitert.

Ziele der Forschung

Die Entwicklung von neuartigen Li-Ionen Batteriezellen und deren Produktionstechnologie,  fokussiert sich zuerst auf den Industriemarkt. Hat sich die Technologie hier bewährt, werden Massenmärkte wie z.B. die Automobilindustrie relevant. Potential für die Lösung besteht letztendlich auf dem gesamten Batteriemarkt.

Basierend auf einem einzigartigen und patentierten 3D-Druckverfahren wird die Festkörperbatterietechnologie umgesetzt. Diese Technologie kann die Energiedichte mehr als verdoppeln und die aktuellen Herstellkosten halbieren. Automatisierte 3D-Druck-Produktionsprozesse sparen bis zu 70% des herkömmlichen CAPEX im Vergleich zu aktuellen Produktionsanlagen. Die Flexibilität einer 3D-Druckanalge maximiert maßgeblich die Effizienz der Herstellung.

Die Vorteile des 3D-Druckverfahrens liegen auf der Hand:

  • Geringerer Materialverbrauch, da viel dünnere Schichten möglich sind.
  • Doppelte Energiedichte bei gleichem Volumen bzw. gleiche Energiedichte bei der Hälfte der Kosten.
  • Geringere Komplexität als bei der herkömmlichen Batterieherstellung.
  • Es ist möglich, Batterien in beliebigen Formen mit einer einzigen 3D Anlage zu drucken (fast jede Geometrie ist möglich).
  • Es ist möglich, Additive in den Druckprozess zu integrieren, dünne elektrische Ableiter oder eingebettete elektronische Bauteile zu drucken
  • 3D- und Inkjet-Druck lassen sich für z.B. flüssige Bindemittel oder Elektrolyte kombinieren.

Abbildung 2: Beispiel einer 3D Druckanlage

 

Blackstone hat sich mit strategischen Partnern im Rahmen eines Forschungs­programmes vereint. Es bestehen 4 Phasen im Forschungsprogramm:

  • Phase I: Allgemeiner technologischer Proof of Concept
  • Phase II: Leistungsnachweis
  • Phase III: Fester Elektrolyt (Festkörperbatterie)
  • Phase IV: Druckbare Stack-Konzepte

Produktion von Festkörperbatterie

Die Vorteile der Festkörperbatterie sind allgemein bekannt und können folgendermaßen zusammengefasst werden:

  • bis zu sechsmal schnelleres Laden,
  • 2-bis 10-fache höhere Energiedichte,
  • längere Lebensdauer,
  • Vermeidung von brennbaren, gefährlichen oder giftigen Stoffen.

Abbildung 3: Quelle: Fraunhofer Gesellschaft

 

Noch ist es schwierig, diese Technologie in hohen Stückzahlen herzustellen, da entsprechende Produktionstechniken fehlen und die Entwicklung von Festkörperelektrolyten andauert. Blackstone wird mit der Einführung der 3D-Drucktechnik hierfür eine maßgebliche Grundlage schaffen. Teil des Forschungs- und Entwicklungsprogramms ist der Optimierung des Wirkungsgrades der Produktionslinien gewidmet.

Abbildung 4: Quelle: 2019 by ECS -- The Electrochemical Society

 

Zusammenfassung

Blackstone Resources AG ist überzeugt, dass sie zuverlässige Li-Ionen Batterien mit höherer Energiedichte und in großer Stückzahl zu günstigeren Kosten produzieren kann. Das Ziel ist es, die Kosten deutlich unter EUR 80.00 pro kWh zu bringen. Das wäre der endgültige Durchbruch in der Speichertechnologie.

 

 

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