Wie BMW seine Batteriezellenmuster fertigt

Im neuen Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) in Parsdorf laufen bei BMW die ersten Batteriezellenmuster vom Band, wie sie ab 2025 in den Modellen der Neuen Klasse zum Einsatz kommen. Sie sind 95 Millimeter hoch, zylinderförmig und haben einen Durchmesser von 46 Millimetern. "Mit dem Kompetenzzentrum für Batteriezellfertigung stärken wir die Innovationskraft in Deutschland", erklärt BMW-Produktionsvorstand Milan Nedeljković. "Damit leisten wir einen wichtigen Beitrag für den technologischen Weitsprung der Neuen Klasse", ergänzt der Manager.

Für BMW-Entwicklungsvorstand Frank Weber markiert die neue Musterfertigung "den nächsten logischen Schritt in unserer Batteriezellstrategie". Er sieht im CMCC "die perfekte Ergänzung zu unserem bereits bestehenden Kompetenzzentrum Batteriezelle im Münchner Norden". Während dort die Entwicklung stattfindet, werde in Parsdorf dann das Produkt in Richtung Serienprozess skaliert.

Das Parsdorfer CMCC ermögliche es BMW, die Wertschöpfungsprozesse der Zelle vollständig darzustellen. Mit den Batteriezell-Kompetenzzentren in München und Parsdorf treibe das Unternehmen den Hochlauf der sechsten Generation der BMW-Elektroantriebe sowie die Entwicklung von Feststoffbatterien (All-Solid-State-Batteries, ASSB) voran. Etwa 80 Mitarbeitende sind im 15.000 Quadratmeter umfassenden CMCC beschäftigt.

Die Investitionen in das Kompetenzzentrum betragen rund 170 Millionen Euro. Das Bundeswirtschaftsministerium und das bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie unterstützen das Vorhaben im Rahmen des europäischen Förderprozesses IPCEI (Important Projects of Common European Interest).

Zudem beschäftigt sich das CMCC mit dem Thema Recycling. Das Ziel ist ein optimierter Einsatz von Ressourcen. So werden die während des Produktionsprozesses anfallenden Reststoffe im CMCC gesammelt, sortiert und erneut dem Kreislauf einer Zellfertigung zugeführt. Im Münchner Kompetenzzentrum Batteriezelle (Battery Cell Competence Center, BCCC) wurden erste Batteriezellen aus 100 Prozent recyceltem beziehungsweise sekundärem Kathodenmaterial (battery grade) hergestellt und mit Charakterisierungsmethoden geprüft.

Darüber hinaus liefern die Zellhersteller von BMW heute Batteriezellen mit Anteilen von Sekundärrohstoffen (zum Beispiel Nickel), die aus verschieden Altbatterie-Quellen (unter anderem Produktionsabfällen) stammen. Langfristiges Ziel der BMW Group ist der umfassende Wiedereinsatz der verwendeten Rohstoffe in kreislauffähigen Hochvoltbatterien, heißt es beim Unternehmen.

Die Musterfertigung der Zellen im CMCC beginnt mit der Elektrodenproduktion: Hier wird das Grundmaterial, unter anderem bestehend aus Graphit für die Anode und Nickeloxiden für die Kathode, mit Bindern und Lösemittel in einem exakt bemessenen Verhältnis zueinander dosiert und gemischt. Dabei entsteht das sogenannte "Slurry". Damit werden hauchdünne Metallfolien beschichtet und nach der Trocknung verdichtet. Im Fachjargon spricht man vom Kalandrieren. Es geht um höchste Präzision: Die Folie ist nur wenige Mikrometer dick, also dünner als die Fäden eines Spinnennetzes, zieht BMW einen Vergleich.

Die Beschichtung bewegt sich im Mikrometer-Bereich. In der Zellmontage werden die beschichteten Folien mit dem Separator zu sogenannten "Jelly Rolls" gewickelt und in das Zellgehäuse eingesetzt. Die Zellen werden nun mit Elektrolyt befüllt, dann erstmals geladen und abschließend auf ihre Funktion und Qualität geprüft.

Aus dem Datencenter:

Lithium-Reserven und -Ressourcen 2023