Volkswagen setzt auf die Trockenbeschichtung für die Massenproduktion von Elektroden für Batteriezellen. Damit soll die Zellproduktion deutlich günstiger werden, wie Elon Musk schon beim Battery Day 2020 ausführte.

Auch Tesla arbeitet an der Trockenbeschichtung; der US-Hersteller bezeichnet das Verfahren mit als DBE-Methode (Dry Battery Electrode). Bisher haben die von Tesla produzierten 4680-Zellen allerdings nur trockenbeschichtete Anoden, während an der Kathode nach wie vor das Nass-Verfahren eingesetzt wird.

Traditionelles Nassverfahren zur Elektrodenbeschichtung

Das Nassverfahren zur Elektrodenbeschichtung ist sehr aufwendig (Chart vom Tesla Battery Day 2020)

Beim herkömmlichen Nassverfahren werden die Elektroden mit einer Suspension beschichtet. Das verwendete Lösungsmittel muss danach in einem aufwendigen Prozess durch Trocknung entfernt und (weil es umweltschädlich ist) auch noch wiedergewonnen werden. Gegenüber diesem Vorgehen soll die Trockenbeschichtung den Energieverbrauch um 30 Prozent reduzieren – weil die Trocknung bei erhöhten Temperaturen entfällt. So könnten die Kosten eines Elektroautos um mehrere Hundert Euro sinken, erklärte Sebastian Wolf, Vorstand der VW-Batteriesparte PowerCo, gegenüber dem Spiegel.

In internen Tests habe sich die Methode bewährt, sagte Wolf. Deshalb habe man beschlossen, weiter in das Verfahren zu investieren und zunächst eine Pilotlinie bei Salzgitter aufzubauen. In Salzgitter gibt es seit Längerem ein Labor für die Batterieforschung; dort will VW ab 2025 auch seine ersten Batteriezellen fertigen – die so genannte Einheitszelle.

Künftige Gigafabrik für Batteriezellen am Standort Salzgitter

Die geplante VW-Gigafabrik für Batteriezellen in Salzgitter als Rendering

An der Trockenbeschichtung arbeitet VW gemeinsam mit Partnern schon seit 2020. Ab 2027 soll das Verfahren dann im Großmaßstab angewandt werden. Bisher hat VW rund 40 Millionen Euro in das Projekt gesteckt; die Investitionen dürften aber noch deutlich steigen, so der Bericht.

Die Batteriezellen gelten als wichtigstes Element eines Elektroautos, denn gute Zellen bieten eine hohe Energiedichte, wodurch sich eine hohe Reichweite ergibt. Außerdem lassen sie sich schnell laden – ein weiteres wichtiges Merkmal von E-Autos. Allerdings sind die Zellen auch das Teuerste an einem Elektroauto: Bis zu 40 Prozent der Wertschöpfung entfällt auf sie.

Auch deshalb wollen Tesla und der VW-Konzern eigene Batteriezellen-Werke aufbauen. Tesla hat kürzlich seine Produktion der 4680-Zellen erweitert, und VW will wie erwähnt ab 2025 eigene Zellen bauen. Außer in Salzgitter sind auch Werke im spanischen Sagunto und im kanadischen St. Thomas geplant.

Übrigens: Auch im Karosseriebau eifert VW dem Vorbild Tesla nach. Wie die Automobilwoche berichtet, will der Konzern künftig einen Großteil des Hinterwagens in einem Stück durch Aluminium-Spritzguss herstellen – ähnlich wie es Tesla mit seiner "Giga Press" beim Model Y tut (und Volvo es ab 2026 vorhat). 

Das Verfahren hat den Vorteil, dass man die tragende Konstruktion in einem Stück gießen kann, statt viele Einzelteile fertigen und dann zusammensetzen zu müssen. Der Alu-Hinterwagen ersetzt 42 Stahlteile, ist zehn Kilo leichter und bei der Fertigung wird eine halbe Stunde eingespart. Zu den Nachteilen gehört, dass Aluminium teurer ist als Stahl, und dass die Spritzguss-Technik nicht einfach ist.

Tesla: Model Y prodotta con le Giga Press italiane

Dieses Model-Y-Teil fertigt Tesla mit der Giga Press vom italienischen Hersteller Idra

VW-Produktionsvorstand Christian Vollmer präsentierte bereits einen Prototypen des Alu-Teils. Man habe schon 1.000 Stück davon hergestellt; dabei entsteht alle 130 Sekunden ein Teil. Eine Giga Press oder dergleichen anschaffen will VW aber nicht: Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit will man die vorhandenen Maschinen nutzen. Geplant ist das neue Verfahren aber erst für den Trinity, der bekanntlich auf frühestens 2028 verschoben wurde.

Unser Titelbild zeigt das so genannte Kalandrieren bei der Zellfertigung (Kathode): Das Elektrodenmaterial wird zwischen polierten Walzen flachgedrückt.