PCC und Fraunhofer ISE entwickeln Material für Lithium-Ionen-Batterien

PCC und das Fraunhofer ISE haben kurz vor Weihnachten die Verträge über eine langfristige Forschungs- und Entwicklungskooperation für ihren Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff zum Einsatz als Anodenaktivmaterial in Lithium-Ionen-Batterien unterzeichnet. Als Ausgangsmaterial nutzen die beiden Partner in ihrer Kooperation Silizium, das die PCC-Konzerntochter PCC BakkiSilicon in Island nachhaltig und klimafreundlich zu 100 % mit grünem Strom aus Geothermie herstellt. Das Siliziummetall wird von der PCC weiter zu Pulver verarbeitet und mit Feinheiten im Nanometerbereich in eine vom Fraunhofer ISE entwickelte Silizium-Kohlenstoff-Verbundtechnologie integriert.

„Unsere Siliziummetall-Produktion in Island war von Anfang an konzipiert als klimafreundlich unter ausschließlicher Verwendung grünen Stroms“, erklärt Peter Wenzel, Vorstandsvorsitzender von PCC. „Das neue Anwendungsfeld unseres Siliziummetalls zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere für Elektroautos, passt daher perfekt.“

Silizium bietet eine zehnfach höhere Energiedichte als der üblicherweise als Anodenaktivmaterial verwendete Graphit und erhöht die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien daher erheblich. Dies ermöglicht deutlich höhere Reichweiten und kürzere Ladezeiten etwa von Elektroautos. Die beiden Kooperationspartner planen, das neuartige Hightech-Material als Drop-in-Lösung zum Einsatz in der Herstellung von Batteriezellen auf den Markt zu bringen.

Das neuartige Hightech-Material wurde bisher schon nach Anforderungen aus der Automobilindustrie entwickelt. Das Aktivmaterial ist so konzipiert, dass es als Drop-in-Ersatz für den standardmäßig als Anodenmaterial verwendeten Graphit sukzessive in bereits bestehende Zellproduktionslinien eingesetzt werden kann. Dabei sorgt die höhere Energiedichte des Silizium-Kohlenstoff-Materials auch für geringere spezifische Produktionskosten. Die Kooperationspartner wollen die Marktreife für diese Lösung kurzfristig erreichen.

Ein weiterer Vorteil der von de PCC produzierten Nano-Siliziumpartikel besteht neben dem günstigen ökologischen Fußabdruck ihrer Herstellung in der rein europäischen Rohstoffversorgung. Das Siliziummetall-Werk der PCC BakkiSilicon liegt in Island, während bei Graphit China über rund 71 % der weltweiten Reserven verfügt. Auch für die Weiterverarbeitung über Nano-Partikel hin zum finalen Silizium-Kohlenstoff-Material ist eine geschlossene Lieferkette innerhalb Europas geplant und bietet damit zukünftigen Kunden eine sichere und nachhaltige Versorgung nahe der sich schnell entwickelnden europäischen Batterieindustrie.