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Lithium-Ionen-Zellen aus Deutschland

Das Ende der Abhängigkeit

7. Februar 2017, 14:00 Uhr | Von Helmuth Lemme

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Wenn die Massenproduktion funktionieren soll, dann muss auch die Rohstoffversorgung langfristig gesichert sein. Über reichhaltige Informationen hierüber verfügt die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR, www.bgr.bund.de). Naheliegend ist die Frage, ob genügend Lithium verfügbar ist. Hier bestehen in absehbarer Zeit keine wirklich ernsthaften Engpässe, obwohl die Förderung in den letzten Jahren rasant gestiegen ist (Bild 4) [6]. Die wichtigsten Förderländer sind Argentinien und Chile, China und Australien.

Schon eher problematisch ist die Situation bei Kobalt. Dieses Metall war auf der Erde schon immer knapp und teuer. Als Alternative zur Lithium-Kobaltoxid-Zelle ist deshalb die NMC-Zelle aufgekommen (mit Nickel, Mangan und Kobalt), die mit geringeren Mengen auskommt. Das Erz wird großteils in der „Demokratischen“ Republik Kongo unter menschenverachtenden Bedingungen aus der Erde gekratzt und dann hauptsächlich in China aufgearbeitet.

Die Minenkapazitäten werden ständig weiter ausgebaut. Um dennoch nicht in Schwierigkeiten zu kommen, arbeitet die Grundlagenforschung intensiv an der Entwicklung von kobaltfreien Zellen, etwa beim ZSW (Bild 5) [7]. Die Weltmarktpreise von Lithium und Kobalt haben in den letzten Jahren sehr stark geschwankt, zuletzt mit starkem Anstieg (Bild 6) [6]; klare Prognosen sind schwierig bis unmöglich.

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Das dritte essenzielle Material ist Graphit für die Anode. In natürlicher Form kommt es überwiegend aus China, daneben aus Indien, Brasilien und einigen anderen Ländern. Es kann auch synthetisch hergestellt werden. Die Versorgungssicherheit gilt als weniger kritisch, der Preis ist in letzter Zeit sogar gesunken. Nickel und Mangan sind problemlos verfügbar.

Literatur

[1] Lemme, H.: Chancen für Gründer. Elektronik 2017, Nr. 7, S. 26.
[2] Lemme, H.: Lithium-Ionen-Großzellen aus Deutschland. Elektronik 2016, Nr. 15, S. 32.
[3] Lemme, H.: Akkus mit Festkörper-Elektrolyt. Elektronik 2017, Nr. 9, S. 16
[4] Lemme, H.: Hybrid geht‘s besser. Elektronik 2017, Nr. 11, S. 27.
[5] Eberhardt. K.: Smart Size Battery Cell Factory. Vortrag EES 17, München 31. 5. 2017.
[6] Brandenburg. T.: Monitoring of Critical Raw Materials. Vortrag EES 17, München 31. 5. 2017.
[7] Gabrielli, G.: Towards Co-free Cathode Materials for Lithium Ion Batteries. Vortrag EES 17, München 31. 5. 2017.