Batterieentwicklung: Microenvironments für eine nachhaltige Batterieproduktion

Am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung wurde der aktuelle Forschungs- und Entwicklungsstand von Micro- und Minienvironments, also von miniaturisierten Reinräumen, untersucht. Die Marktreife könnte schon zwischen 2025 und 2028 erfolgen.

Durch die Verkleinerung der Bereiche, in denen Luftfeuchte und Temperatur konstant gehalten werden müssen und in denen keine Verunreinigungen auftreten können, ließe sich der Energiebedarf bei der Batteriezellproduktion erheblich verringern. Große Rein- und Trockenräume würden nicht mehr gebraucht.

Deutschland und Frankreich dabei

Große Hersteller von Rein- und Trockenräumen, von Gloveboxen, in die man mit fest integrierten Handschuhen greifen kann, von Trocknungstechnik und von Automatisierungstechnik spielen für die Weiterentwicklung und potenzielle Nutzung bei der Batterieproduktion eine Rolle. Dazu zählen etwa Daimler, Bosch oder Mann + Hummel und weitere deutsche Unternehmen, aber auch zahlreiche französische Hersteller.

Dass Deutschland ein Schwerpunkt der Technik ist, zeigt eine Auswertung von Patentanmeldungen. So gibt es seit dem Jahr 2000 weltweit 21 Anmeldungen zu Klimaanlagen für Reinräume in Bezug auf die Batterieproduktion, von denen fünf aus Deutschland stammen, sechs aus Südkorea.

Bei den Verfahren zur Lufttrocknung für die Batteriezellenherstellung sind es über 500 Patente. Hier liegt China mit über der Hälfte klar in Führung. Danach kommen, wenn auch mit deutlichem Abstand, Südkorea und Deutschland mit jeweils knapp 50 Patenten.

Von den weltweit 15 Patenten mit Bezug auf Microenvironments haben nur zwei einen Fokus auf die Batterieproduktion. Beide Patente stammen aus Deutschland. Die anderen beziehen sich auf die Halbleiterherstellung, aber das dort vorhandene Wissen könnte sich übertragen lassen.

Gezielte Maßnahmen notwendig

Das Fraunhofer-Institut gibt an, dass durch das vorhandene Wissen zur Klimatechnik und Lufttrocknung und durch bestehende Industriebetriebe in den erforderlichen Wirtschaftszweigen eine gute Chance besteht, dass insbesondere Deutschland eine Schlüsselrolle bei der Weiterentwicklung der Batterieherstellung zukommt.

Die Kommerzialisierung von Micro- und Minienvironments könnte durch die Reduzierung des Energiebedarfs eines der größten Probleme der Batterieproduktion lösen. Gezielte Förderungen gibt es bereits, etwa durch die initiative Synbatt.