(Bild: Datawrapper und SGL Carbon)
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Wie ist eine Lithium-Ionen-Batterie aufgebaut?
Wer produziert Kathodenmaterial in Europa?
Wer produziert Anodenmaterial in Europa?
Egal welchen Gegenstand man sich im Alltag ansieht, wenn man nur genau genug hinschaut und ihn – gedanklich oder tatsächlich – in seine Einzelteile zerlegt, hat am Ende alles mit Chemie zu tun. So auch bei E-Autos. Gerade die bekannteste Komponente ihres Antriebs - die Batterie - funktioniert durch chemische Prozesse. Dementsprechend ist es nicht verwunderlich, dass viele Teile einer E-Auto-Batterie von Chemieunternehmen hergestellt werden.
Wie ist eine Lithium-Ionen-Batterie aufgebaut?
Bevor wir uns den Herstellern widmen, kurz zum Aufbau eines typischen Exemplars der E-Auto-Batterie: dem Lithium-Ionen-Akku. Dieser besteht aus Anode und Kathode, die von einem Separator getrennt und von einem flüssigen Elektrolyten umgeben sind. Außerdem enthalten diese Batterien eine Aluminiumfolie als Stromkollektor an der Kathode und eine Kupferfolie als Stromkollektor an der Anode. Mehrere solcher Zellen können dann innerhalb einer Plastikummantelung zu einem Batteriepack zusammengefasst sein.
Dieser generelle Aufbau kann von Batterieproduzent zu Batterieproduzent variieren, da unterschiedliche Materialien für die Komponenten benutzt werden. Häufig ist es bei der Anode ein Gemisch aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium und auf der Seite der Kathode Graphit. Als Elektrolyt werden meist wasserfreie Lithiumsalze wie Lithium-Hexafluoro-Phosphat (LiPF6) in organischen Lösemitteln verwendet.
Nun zu den Produzenten. Dass Hersteller aus China, Japan und Korea führend auf dem Markt für Batteriematerialien sind, hat sich mittlerweile herumgesprochen. Und nachdem viel darüber diskutiert wird, diesen Markt auch nach Europa zu holen, zeigt unsere interaktive Karte, dass diese Pläne schon Form angenommen haben.
Wer produziert Kathodenmaterial in Europa?
Die BASF baut aktuell an zwei europäischen Standorten Anlagen in denen sie Kathodenmaterial für E-Auto-Batterien produzieren will: im deutschen Schwarzheide und im finnischen Harjavalta. Die beiden Anlagen plant das Unternehmen, 2022 in Betrieb zu nehmen. Pro Anlage soll jährlich Kathodenmaterial für 400.000 Fahrzeuge produziert werden. Der Chemiekonzern hat weiterhin angekündigt, bis 2023 in Schwarzheide noch eine Recyclinganlage für die Batterien zu errichten.
Johnson Matthey, ein englisches Spezialchemie-Unternehmen, plante ebenfalls, 2022 eine Anlage für Kathodenmaterial in Betrieb zu nehmen. Diese entsteht im polnischen Konin und soll eine Kapazität von 10.000 t/a haben. Außerdem betreibt das Unternehmen bereits eine Anlage im bayerischen Moosburg, wo es Lithium-Eisen-Phosphat für Kathoden herstellt. Im Sommer 2022 kündigte das Unternehmen an, Teile seiner Batteriematerial-Sparte an die EV Metals Group, ein Unternehmen für Batteriechemikalien und -technologie, zu verkaufen. Das schließt auch die oben genannten Standorte mit ein.
Wer produziert Anodenmaterial in Europa?
Anoden haben, wie oben erwähnt, häufig Graphit als Bestandteil. Da liegt es nahe, dass ein Hersteller wie SGL Carbon in den Markt für Batteriematerial einsteigt. Das Unternehmen produziert an mindestens zwei europäischen Standorten synthetisches Graphit, welches in Anoden Anwendung findet, nämlich in den polnischen Städten Raciborz und Nowy Sacz. Außerdem stellt der Konzern Batteriegehäuse aus Faser-Verbundstoffen unter anderem für BMW her.
Auch im europäischen Graphit-Geschäft zugegen, ist das französische Bergbau-Unternehmen Imerys. Allein in Deutschland hat der Konzern 14 Produktionsstandorte, von denen wir die vier im Ruhrgebiet beispielhaft in unserer Karte aufgenommen haben. Neben Deutschland ist Imerys noch in 17 weiteren europäischen Ländern vertreten. Das Unternehmen produziert nach eigenen Angaben sowohl Graphit, als auch Carbon Black für die Anoden von Lithium-Ionen-Batterien. Bei Carbon Black handelt es sich um amorphen Kohlenstoff, der aus der unvollständigen Verbrennung von schweren Erdöl-Produkten gewonnen wird.
Als Stromkollektor an der Anode dient häufig Kupferfolie, die dann über ein Dickschichtverfahren mit dem Anodenmaterial beschichtet wird. Ein Hersteller dieser Folie ist die Russian Copper Company, deren Sitz im russischen Kyshtym östlich des Uralgebirges geografisch genau genommen gerade so nicht mehr zu Europa gehört.
Wer produziert Batterie-Elektrolyten in Europa?
Der Elektrolyt, der Anode und Kathode voneinander trennt ist – aktuell noch – flüssig. Produziert wird er in Europa mitunter von Saltigo, einer Tochter von Lanxess. Ab 2022 will das Unternehmen in Leverkusen im Auftrag des chinesischen Batterieherstellers Tinci mit der Produktion beginnen. Schon jetzt stellt Lanxess Flusssäure und Phosphorchemikalien her, die Rohstoffe für die Herstellung des Leitsalzes Lithium-Hexafluor-Phosphat sind.
Ein weiterer Elektrolythersteller, der das Wort Batterie schon im Namen trägt, ist der deutsche Anbieter Customcells. Dieser betreibt zwei Standorte, je einen in Tübingen und in Itzehoe. Neben dem Elektrolyten stellt das Unternehmen auch weitere Elektrodenmaterialien her und arbeitet unter anderem mit Porsche und BASF zusammen.
Wer produziert Separatoren für Batterien in Europa?
Das Spezialchemie-Unternehmen Evonik stellt im deutschen Rheinfelden Metalloxide her, mit denen sowohl Kathoden als auch Separatorfolien beschichtet werden können. Seit letztem Jahr wird am Standort auch ein Silizium-Kohlenstoff-Kompositmaterial produziert, welches als Anodenmaterial verwendet wird. Der Vorteil im Vergleich zu reinem Graphit ist die höhere Kapazität.
Die Liste von Herstellern, die Material für Lithium-Ionen-Batterien in Europa produzieren, könnte man noch fortführen. Zum Beispiel mit 3M einem Unternehmen das Isoliermaterial und Kleber für Batteriematerial herstellt oder Heraeus, ein Unternehmen welches ein Kohlenstoff-Additiv für Anoden und Kathoden herstellt. Das Additiv verbessert je nach Einsatzgebiet die Transportwege für Ionen, was die Energiedichte und die Lebensdauer einer Batterie erhöhen kann. Unsere interaktive Karte zeigt – noch etwas ausführlicher als der Text – wie stark die europäische Chemieindustrie schon jetzt am Markt für Batteriematerialien beteiligt ist.
