FLÜSSIG-LITHIUM? 😮🔋 Brandneue Fertigungsmethode für Festkörper-Elektroden! G. Bockey, J. Gorsch (Skellium)

00:00:02: Geladen,

00:00:03: der Batterie Podcast mit Daniel Messling und Patrick Rosen.

00:00:09: Und damit herzlich willkommen bei geladen dein Batterie-Podcast für Elektromobilität, Energiewende und Batterieforschung!

00:00:15: Liebes Publikum macht euch bereit für einen superinteressanten Talk heute.

00:00:19: wir bekommen mal wieder ein Update über Festkörperbatterien und lernen auch viel Neues über das leicht Metall.

00:00:24: Lithium.

00:00:25: ja und wenn ihr das auch so spannend findet wie wir dann drückt doch gerne mal auf abonnieren und folgt diesem Kanal.

00:00:31: Wir sprechen heute mit den Gründern von Scallium, ehemals Lima und zwar einem Elektronenhersteller für Festkörper-Batterien.

00:00:38: Hallo Gerrit Bokkei und Jonas Gorsch!

00:00:41: Grüß euch!

00:00:43: Gerrit,

00:00:44: du bist Doktorant am Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen und bist vor allem als Betreiber der Seite Battery-News.de bekannt und als Macher des sogenannten Batteriatlas.

00:00:55: das haben wir hier im Podcast auch immer mal wieder vorgestellt.

00:00:58: vielen Dank für deine Arbeit in den letzten Jahren.

00:01:00: und Jonas auch Du warst schonmal in diesem Podcast.

00:01:03: da ging es mal um ein Paper.

00:01:05: damals hast du den Vergleich zwischen der BYD Blade, Batterie und Teslas forty-achtiger Rundzelle vorgestellt am PEM-Lehrstuhl der RWTH Aachen.

00:01:17: Ihr beiden habt jetzt gegründet, und zwar ein Startup namens Scallium.

00:01:21: Und als Unternehmenszweckgerrit da gibt ihr an Skalierung einer Lithium Metallherstellung zur Entwicklung von Hochleistungspatterien.

00:01:30: Das musst du jetzt mal erklären!

00:01:32: Wir wollen eben Lithium-Metallanloden herstellen und diese dann verwenden für Hochleistungsbatterien.

00:01:38: Das heißt, wenn man sich jetzt im Markt anschaut gibt es einen großen Bedarf in der Entwicklung und alle haben diese Gemeinsamkeiten dass sie Lithiumfolie oder Lithiumchips brauchen.

00:01:47: Dann gibt's da diese große Abhängigkeit von dem chinesischen Markt.

00:01:50: das heißt einer ist das Grafit schon mit Exporten reduziert aber auch die Fertigungstechnologie.

00:01:57: Hier sehen wir einfach die Möglichkeit, uns dort ja frühzeitig zu etablieren und eben eine technologische Vorreiterschaft zu haben.

00:02:03: Wenn wir jetzt von Hochleistungsbatterien sprechen ist unser klares Ziel, eben energiedichten über fünfhundert Wattstunden pro Kilogramm oder neunhundert Wattschunden pro Liter zu erzielen.

00:02:13: das machen wir eben indem wir unsere Annoten herstellen in einem kontinuierlichen Verfahren.

00:02:19: Jetzt gerade ist unsere Anlage im Laborzustand, die wird es gerade darüber hinauskalieren d. h., wenn man sich die Bahngeschwindigkeiten anschaut sind wir so bei circa ein Meter pro Minute.

00:02:30: Die Beschichtungsbreite, die wir aktuell verwenden sind wir jetzt gerade auf der Größe.

00:02:34: Das ist für Coincern relevant wird.

00:02:36: D.h.,

00:02:36: die erfahrenen Zuhörer werden jetzt wissen – alles klar!

00:02:40: – die können mindestens ungefähr ein Sechzehn bis Achtzehn Millimeter.

00:02:43: Wir sind jetzt gerade bei circa fünfundzwanzig, den wir auf unsere Anlage herstellen können und machen jetzt zeitnah die nächsten Schritte über Fünfzig Millimeter dann auf die größeren Breiten.

00:02:53: Und das sind eben die Punkte, die mit der Entwicklung unserer Anlage machen wollen, was wir im Exist Forschungstransferie erzielen möchten um eben genau dieses Gerät vom Lithium-Metall zu machen, um die Entwicklung für Hochleistungsbatterien auch nicht nur selber zu befähigen sondern natürlich auch ein gewisserweise in Haus noch mitzubegleiten.

00:03:11: Also Kern ist tatsächlich die Herstellung von Lithium Metall für Festkörperbatterie an der Anodenseite, an der Elektrodenseite?

00:03:20: Ihr beschränkt euch jetzt erstmal auf die Herstellungen der Elektroden und nicht von ganzen Zellen wenn ich das richtig verstanden habe.

00:03:26: Wollen wir jetzt in der Stelle erst mal nicht aufmachen?

00:03:28: Also es ist einfach ein riesiges Thema.

00:03:30: Viele haben sich super weit diversifiziert, wollten dann auch Irvinatrium machen.

00:03:34: Aber was wir machen wollen, ist wirklich nur diese Elektrode aber uns da eben ja zu einem Technologieführer zu entwickeln und hier halt auch eine kundenspezifische Lösung anzubieten die dann eben angewendet werden kann und unsere Technologie so weit weiterzuentwickeln dass man diese dann auch ja soweit spezifiziert um auch für andere Anwender bereit zu sein.

00:03:52: und wenn wir das soweits schaffen für diese Folie sind wir glaube ich schon sehr, sehr weit und haben ein cooles Projekt hier in Deutschland.

00:04:02: Ihr habt jetzt eine Beschichtungsanlage zur Herstellung von Lithium-Metall dort gebaut in Aachen.

00:04:08: Da geht es jetzt darum, die zu skalieren und sozusagen maßgeschneiderte Elektroden dann für irgendwelche Batteriehersteller anzubieten.

00:04:15: Richtig?

00:04:16: Genau!

00:04:16: Also wir haben jetzt gerade ne Anlage aufgebaut bei uns.

00:04:19: Wir haben die Technologie im Labor validiert und das was wir jetzt gerade machen ist eben Bankgeschwindigkeit erhöhen Breite erhöhen Schichtige anpassen Qualität optimieren.

00:04:28: Dafür nutzen wir die Infrastruktur von unserem Nährstuhl.

00:04:31: Das ist das Besondere durch diesen Forschungstransfer, den wir haben.

00:04:34: Jonas, ohne jetzt total Ausufern zu fragen ... Wir haben in diesem Podcast schon Dutzende Male über Lithium-Preise aber auch den Artbau von Lithium in etwa der Atacama-Wüste gesprochen.

00:04:47: Unsere Podcasthörer kennen wahrscheinlich diese ausgangsmetalle Lithiumkarbonat und Lithiumhydroxid.

00:04:55: Kannst du das noch mal zusammenfassen?

00:04:57: kommen denn diese Ausgangsstoffe jetzt eigentlich heutzutage in die herkömmlichen Batterien?

00:05:03: Diese Ausgangstoffe sind letztendlich die Lithiumquelle, aber tatsächlich für das Kattodenmaterial.

00:05:08: Das heißt aus Lithium-Hitroxid werden typischerweise nickelhaltige Mischmetalloxide sowie NMC hergestellt und aus Lithiumskarbonat kann man vor allem LFP oder auch LCO herstellen.

00:05:21: Das heißt, aktuell sind die von dir angesprochenen Materialien quasi die Lithiumquellen für die Camp-Produktion.

00:05:27: Und dann kommt das Lithium zum Großteil auch teilweise übers Elektrolyt eigentlich über die Katode in die herkömmlichen Lithiumion-Batteriezellen.

00:05:36: Ihr geht jetzt aber einen anderen Weg.

00:05:37: ihr redet ja über Lithiummetall und das wiederum landet bei einigen Festgörberbatterien an der Annode.

00:05:44: kannst du da nochmal den Unterschied klar machen?

00:05:46: Eine Anode ist ja aktuell Grafit und wenn man das jetzt wegnimmt, dann würde man eine sogenannte N-Out-Free-Anode haben oder Batteriezelle.

00:05:55: Und unser Ansatz ist es aber eben nicht gar kein Lithium an die Anode zu bringen sondern sehr dünne Schichten weil die Forschung quasi gezeigt hat dass solche dünnschichtigen Anoden bessere Eigenschaften was die Funktionalität angeht.

00:06:10: Das heißt häufig auch auf den Roadmap sieht man dass die Hersteller erstmal zur Lithiumanode gehen bevor Sie diesen ernaut-free Ansatz verfolgen, wo auch die Frage ist ob das jemals für höhere Laderaten und höhere Züge in Lebensdauer funktioniert.

00:06:23: Warum heißt es eigentlich anodenfrei?

00:06:25: Ich komme da immer noch nicht so ganz klar mit diesem Begriff.

00:06:28: Warum würde man sagen, dass ist anoden frei wenn de facto dort eine Lithiummetallfolie existiert als Anode?

00:06:34: Da muss man nochmal differenzieren.

00:06:35: also es sind zwei verschiedene Ansätze.

00:06:37: Anodenfrei heißt tatsächlich man bringt nur ne Kupferfolie als Anoder in die Batteriezelle Darin vor allem, dann da eine Grenzschicht aufzubringen.

00:06:47: Und das zweite ist wirklich eine echte Lithium-Metallanode bringt dann eben auf dem Kupfer oder auch als freistehendes Lithium wirklich dann metallisches Lithium an die Anode der Batteriezelle ein.

00:07:01: und deswegen sind Anodenfreie und Lithiummetallanoden letztendlich zwei Technologien für die Festkörper-Batterie der Zukunft.

00:07:09: Vielleicht auch, es gibt auch flüssig Elektrolyzellen jetzt schon die solche Technologien verwenden.

00:07:14: Also dementsprechend ist das.

00:07:16: letztendlich kann man so sagen das anodenfreie Design ist ein bisschen die Konkurrenz von uns.

00:07:21: wir glauben aber auch dass das Thema Pränizierung spannend sein kann da wir eben darauf abzielen auch sehr dünne Lithium Schichten herzustellen und beim ersten Aufladen.

00:07:30: das kennt man vielleicht.

00:07:32: da verliert die Zelle auch ein bisschen an ihrem Lithium Inventar.

00:07:35: Das heißt, gerade bei LFP ist das ein größeres Problem.

00:07:39: Auch hier sehen wir ein spannendes Potenzial sowohl für den flüssig oder in herkömmlichen Batteriezell-Technologiebereich als auch dem zukünftigen Festkörperbatteriezellbereich.

00:07:48: Ich glaube, dass macht uns aber eben auch aus, dass wir diese ganz dünnen Schichten auch herstellen können mit unserem Verfahren und dementsprechend auch so eine Art Zwischentechnologie zwischen anodenfrei und dem Stand der Technik aktuell wo man häufig Gewaltstilektionfolien verwendet anbieten kann.

00:08:03: Wir wissen ja, dass es so drei unterschiedliche Routen derzeit gibt für die Entwicklung von Festkörper-Paterien.

00:08:09: Das sind einmal oksidische Elektrolyte, dann sulfidische Ansätze und auch die Polymerbasierten Systeme.

00:08:16: Haben die denn jetzt alle diese Lithiummetallanode?

00:08:20: Sodass ihr zukünftig da gut aufgestellt werdet?

00:08:23: oder haben diese drei Routes nicht immer diese Lithiometallelektrode sodass ihr vielleicht bei einigen Routens raus wäre mit eurem Ansatz?

00:08:33: Das ist genau die spannende Frage, weil man muss eigentlich einen Schritt zurückgehen und sagen alle Festkörper-Elektrolyten aus unserer Sicht, die versuchen immer entweder Lithium-Metallanoden oder Silicium-Anoden zu ermöglichen.

00:08:47: Und zwar eben solche Anoden zu befähigen eine hohe Sicherheit, hohe Lebensdauer und gewisse hohe Ladeströme parallel hinzubekommen.

00:08:55: Das ist die Hauptherausforderung und dabei ist sozusagen das Festköperelektrolyt der eigentliche Enabler dass diese Anoden funktionieren, weil die Anoden bringen die hohe Energiedichte.

00:09:07: Das heißt wir sind potenziell für alle Routen da interessant.

00:09:10: Die Kompatibilität und die Funktionalität ist dabei unterschiedlich.

00:09:15: Also man hat ja das Gefühl, dass polymehrbasierte Festskörper-Batterien auch schon teilweise ein Stück weiter sind in der Entwicklung.

00:09:21: Das liegt eben auch daran, dass Polymehr basierte Elektrolyten sehr stabil gegenüber Lithium sind Während es bei den anderen noch Probleme gibt gerade an den Grenzflächen.

00:09:31: Und man muss aber dazu sagen, das wollen wir nicht zu unserem Problem machen.

00:09:34: Sondern wir möchten diesen Unternehmen dabei unterstützen auf der Anodenseite eine Lösung bereitzustellen und ab der Zellseite kommen die dann dazu.

00:09:45: Ich glaube, dass ist halt auch das Spannende bei uns, dass wir eigentlich als Entwicklungspartner nur für das Problem Anode zur Verfügung stellen wollen.

00:09:53: Das ist auch ein ganz guter Fit weil diese Festkörper-Elektrolytehersteller haben genügend Probleme auch auf der Elektrolyt- und Kattone Seite Und genau in diesem Punkt, das ist unsere These.

00:10:04: Da wollen wir reingehen und da haben wir auch schon erste Gespräche geführt und da werden wir in den nächsten zwei Jahren während des Projekts drauf aufsetzen.

00:10:11: Was sind denn dafür Kunden im Gespräch?

00:10:13: Sind es die Quantum Scapes, die Solid Powers, die Amprios heißen?

00:10:18: Sind das solche sozusagen zukünftigen Hersteller von Festkörperbatterien, die ihr dann beliefern wollt?

00:10:23: oder was ist der Gedanke?

00:10:25: Relevantes eben halt für uns nur ... ob die jeweiligen Kunden das halt einbauen möchten oder auch nicht.

00:10:31: Wir sind in der Lage, es anzupassen auf die jeweilen Kundenwünsche.

00:10:36: Da sind wir eben da dann auch als Team Splyster ja mit dabei um das Produkt anzupassen.

00:10:42: Aber es gibt natürlich auch noch die anderen Optionen, wie zum Beispiel auch Kooperation mit anderen Start-ups.

00:10:48: Wir hatten ja gerade schon mal das Thema Lithiumschwefel angepasst.

00:10:51: Es gibt ja auch ein paar coole Bounds in der Region.

00:10:53: Wenn ich jetzt mal mal so ein Alteva oder so in den Raum werfe ist und da sind natürlich auch spannende Unternehmen, die sich eben auch mit dem Thema Lithiometall auseinandersetzen müssen.

00:11:02: Manche wollen natürlich auch sehr gerne eine Produktion komplett in Europa haben.

00:11:06: Das heißt, auch da sind wir dann natürlich in der Lage an vielen Punkten zu supporten.

00:11:11: Ich finde Oksidisch sehr spannend.

00:11:13: Wenn man jetzt in den München im Raum guckt, mögen die ja besonders gerne sulfidisch!

00:11:18: Dann die Kollegen aus Jülich sind auch sehr viel im Polymer-Bereich unterwegs.

00:11:23: Und jetzt durch die FFB haben wir natürlich dann vom Leerstuhl einen Kollaborationsbereich, wo auch ja vom Leerstuhl aus die gesamte Assemblierung für Batterie aufgebaut wird.

00:11:33: Das heißt, wir sind grundsätzlich wirklich offen und stehen bereit das Produkt nach Kundenwunsch anzupassen.

00:11:39: Wir sind ein Start up derjenige, der was haben möchte.

00:11:43: Da werden wir uns hin entwickeln, sind auch bereit das Ganze an zu passen sowie man es eben haben möchte.

00:11:48: Das heißt, ich würde das an der Stelle nicht einschränken aber die Unternehmen, die du gerade genannt hast sind alle interessant?

00:11:54: Wenn jetzt ein Batteriehersteller Lithium Metall herstellen möchte wie geht das denn traditionell?

00:11:59: also da muss man ja offensichtlich irgendwie des Material Walzen und du sagst dass ist ein bisschen aufwendig und auch tatsächlich nicht ganz unproblematisch

00:12:07: wenn man sich auf den Stand der Technik fokussiert, dass das Walzen halt diese eine große Prozesse hat.

00:12:12: Ein Barren, der wird aufgeschmolzen, wird dann eine Länge ausgetragen oder extrudiert.

00:12:19: Dann wird er runtergewaltst auf die gewisse Dicke und am Ende hat man dann das Laminieren auf eine Substratfolie.

00:12:25: Wenn man jetzt schaut – ich glaube, der Zeitpunkt ist auch sehr passend – den Vergleich macht zum Thema Essen.

00:12:30: Ich glaube im Betriebereich habe man den noch sehr häufig mit den ein oder anderen Memes.

00:12:35: Deshalb würde ich da vielleicht den Vergleich ziehen zum Kekesteig Richtung Weihnachtszeit.

00:12:40: Das heißt, wenn man jetzt ja Lithium-Hupfelds das ähnliche wie Keksteig... ...das heisst, man rollt ihn aus und eigentlich ist überhaupt kein Problem!

00:12:46: Man kann ihn immer weiter ausrollen bis zu einer gewissen Dicke.

00:12:49: Ab da ist dann so er fängt an zu kleben.

00:12:53: Das heisst er bleibt an der Rolle hängen oder reißt direkt an vielen Stellen.

00:12:59: die Elten werden unsauber und da muss man halt selber gegenstellen.

00:13:04: Man wirft z.B.

00:13:05: Mehl drauf, das wäre jetzt in der Produktion so was wie ein Trennmittel, der eben den Kontakt zwischen der Walze und dem Lithium reduziert.

00:13:12: oder aber man verwendet Backpapier,

00:13:15: d.h.,

00:13:15: eine Dickelfolie die man mit Auswahl oder die man als Sandwich oben und unten auf die Folie packt, dass man dort weiter ausrollen kann.

00:13:23: Das ist dann hier Herausforderung, die man sich stellen muss.

00:13:31: mit Lithium arbeitet, kauft ja meistens wahrscheinlich diese Folie ein.

00:13:35: Die wenigsten stellen es in Haus her.

00:13:37: aber dann hat man eben diesen Schichtauftrag um das Ganze möglichst dünn auf diese dicke zu bringen die man haben möchte.

00:13:45: und du sagst auch dass die Reaktivität von Lithium natürlich auch eine gewisse Rolle spielt ist komplett mit Ausschluss von Luft.

00:13:54: oder wie wie prozessiert man so ein Lithiummetall?

00:13:58: Ich stelle mir das sehr, sehr aufwendig vor.

00:14:01: Man hat die Option dass man das Lithium behandelt nachdem man es eben initial aufgeschmolzen hat aber natürlich auch wieder zählchemischen Einfluss.

00:14:09: Das heißt wir zum Beispiel machen das nicht das heißt wir haben jetzt erstmal keine Nachbarnung dabei aber man kann Lithium dann in einem Trockenraum Hand haben.

00:14:20: oder was manche auch machen ist eine arg gefüllten Glaufbox.

00:14:22: das ganze auszuwalzen sind natürlich nochmal deutlich größere Anlage und höhere Betriebskosten aber eben Lithium reagiert mit gefühlt allem also es wirklich.

00:14:35: Ich glaube, mein Vater hat Sauzeug genannt nachdem ich ihm versucht habe das zu erklären.

00:14:39: Das war die Kurzfassung und sowohl mit Luft als auch mit Feuchtigkeit.

00:14:44: Man kennt ja die Versuche aus dem Chemieunterricht vielleicht noch von früher oder so ein Stück Natrium abgeschnitten wurde.

00:14:51: Und dass auf Wasser geworfen wurde ist dann im Prinzip da immer drumherum gekreist, weil eben Wasserstoff generiert wird.

00:14:58: Und genau, so ist es eben bei fast allen Alkali-Metallen.

00:15:01: Bei manchen mehr und bei manchen weniger heftig.

00:15:04: Aber bei Lithium selber ist es auch ein Thema, das reagiert wirklich stark und schnell.

00:15:10: Jetzt wissen wir ja auch, es gibt theoretisch schon Alternativen zu diesem traditionellen Herstellungsprozess.

00:15:17: Jonas jetzt habe ich gelesen von thermischen Evaporationsmethoden oder gasbasierte Abscheidungsverfahren.

00:15:24: Das geht dann irgendwie mit Hochvakuum-Bedingungen.

00:15:28: Was wird da genau gemacht und ist das tatsächlich eine Alternative?

00:15:31: Oder ist das irgendwo in der Forschung so dass es theoretisch geht aber praktisch nie angewendet werden wird?

00:15:36: Also das wird auch praktisch angewendet und das kommt quasi von der anderen Seite.

00:15:40: dieses Gewalzeverfahren hat so ein bisschen die Problematik, man kriegt super dünne Schichten hin.

00:15:45: Und bei diesen ja gasbasierten Evaporationsmethoden da wird Lithium wirklich im Vakuum verdampft und dann auf eine kalte Folie kondensiert.

00:15:54: So kann man wirklich sehr dünnen Schichten von Lithium herstellen.

00:15:58: aber die Anlagentechnik ist unheimlich aufwändig Und das Verfahren ist für hohe Prozessgeschwindigkeiten eigentlich sehr schwierig umzusetzen, weil man sich das ja vorstellen kann irgendwie mit fünfzig Meter pro Minute zu erreichen.

00:16:11: Mit so einem Verfahren wird es sehr, sehr schwierig und ich glaube unser Verfahren würde sich so ein bisschen dazwischen einordnen zwischen diesem gewalzen Verfahren was zwar sehr gut skalierbar ist aber die Probleme mit der Schichtige hat und diesen evaporationen Verfahren wo man sehr genaue Schichtigen auch dünne Schichten herstellen kann, was aber schwierig skaliber ist.

00:16:31: Und wir glauben, dass wir eben mit unserem Verfahren genau da so ein Sweetspot treffen dazwischen.

00:16:36: Ja dann spannen uns nicht weiter auf die Folter.

00:16:39: Hier Jonas erklär doch mal was macht ihr da genau?

00:16:41: Ich glaube es hat damit zu tun das Lithium tatsächlich bei Hundert Achtzig Grad bei Normaldruck schon schmilzt und ihr tatsächlich mit Flüssig-Lithium handiert.

00:16:50: Erzähl uns wie das geht!

00:16:52: Also wir tragen eben flüssiges Lithium auf Kupferfolie und sind dadurch sehr flexibel was die Schichtdicken angeht.

00:16:59: Dadurch, dass es eine Rolle zur Rolle verfahren ist können wir auch hohe Geschwindigkeiten erreichen.

00:17:04: Und wie Gerrit eben schon erzählt hat, können wir damit auch sehr flexibel auf Kundenwünsche reagieren was die Beschichtungsdicken angibt oder was auch die Dutierung der Schmelze angeht.

00:17:13: Das heißt, wir haben an den einen oder anderen Stellen Einflussmöglichkeiten das anzupassen und ich glaube, was eben auch ein Riesenvorteil ist.

00:17:20: Wir machen das alles in kontrollierter Umgebung unter argon Schutzgas Und wir können dann, und das ist eben auch ein großes Thema gerade für den Forschungs- und Entwicklungsbereich mit unseren potenziellen Kunden zusammenarbeiten.

00:17:32: Und denen genau mitgeben was haben wir wo mit unserem Produkt gemacht?

00:17:36: Welche Atmosphäre hat das wann gesehen wie haben wir das transportiert und so weiter sodass die dann auch genau wissen was die Qualität dieser Anoden ausgemacht hat.

00:17:44: Was haben die vorher gesehen?

00:17:46: und dass es ein großes Problem gerade wenn man die Zimmer aus China bestellt.

00:17:50: Man weiß nie so genau, wie das produziert wurde.

00:17:53: Es ist jetzt ein Großabnehmer, aber gerade im AND-Bereich ist es ein Riesenproblem, was wir aus dem Alter kennen.

00:17:59: Man bestellt Chips oder Folie und die kommt dann an.

00:18:02: Und man hat schon Oxidationsschichten an der Oberfläche.

00:18:05: Man weiß nicht genau, wo das verpackt ist.

00:18:07: Muss das in der Glaffbox aufmachen?

00:18:09: Ich glaube hier – und damit möchten wir ja auch starten – bieten wir halt die Möglichkeit für alle, die Batterieforschung, für Festkörperbatterien machen.

00:18:18: genau nachzuvollziehen, was mit diesen Annoten passiert ist.

00:18:21: Jetzt muss ich trotzdem noch mal nachfragen.

00:18:22: also ihr bringt flüssiges Lithium auf das Kupfer auf bis es erkaltet oder wie stelle ich mir das vor?

00:18:29: Die Magie, wie man das macht Also welche Komponenten man dafür genau braucht Wie man diese Erstarring hinbekommt wie man den Auftrag hinbekommt.

00:18:37: Das ist natürlich unsere Kern IP.

00:18:40: Hier haben wir auch gerade ein Patentanmeldungsprozess am Laufen.

00:18:43: die magie steckt nämlich genau an dem Handling und wie man dass aufschmilzt aufträgt und dann erstarren lässt.

00:18:51: Das ist unser Kern-Nauhau, letztendlich die Magie für unseren

00:18:54: Prozess.".

00:18:55: Lass uns gleich mal über diese Legierung sprechen!

00:18:57: Wenn ich mir vorstelle man kann flüssig Metallmixen das ist natürlich ein total großer Vorteil wenn man Silicium, Zinn oder Aluminium beispielsweise dort irgendwie beimischt.

00:19:08: aber meine erste Frage ist natürlich Ist es nicht wahnsinnig energieintensiv?

00:19:12: Wenn man sozusagen das gesamte Lithium dann auf Erhitzen muss, ist das nicht einfach ein Stromfresser?

00:19:20: Ist eine gute Frage.

00:19:20: Es ist natürlich so aber man muss natürlich bedenken dass bei den anderen Konkurrenstechnologien das Lithium aufgeschmolzen oder verdampft werden muss.

00:19:29: Das heißt wir vergleichen uns natürlich zu den anderen Lithium-Methaltechnologien und hier sehen wir, dass unser Prozess deutlich weniger energieintensiv ist weil wir diesen Schmelzschritt nur einmal haben und dann keine nachgelagerten Prozessschritte mehr.

00:19:42: Bei Evaporation muss das Lithimer sogar verdammt werden Beim Walzen muss das auch geschmolzen und extrudiert werden.

00:19:49: Dementsprechend glauben wir, dass wir gegenüber diesen Prozessen trotz der Energie die wir brauchen halt sehr, sehr konkurrenzfähig sind.

00:19:57: Und klar, das wird sich natürlich... Das müssen wir natürlich beweisen gerade auch bei der Eskalierung beweisen.

00:20:03: aber wir denken so wie wir es angehen da ein großes Potenzial ist.

00:20:07: Ihr habt ja auch den riesigen Vorteil, dass ihr sozusagen Anlagenbauer und Batterie-Experten gleichzeitig seid.

00:20:13: Das ist natürlich eine richtig gute Kombination!

00:20:15: Gerrit jetzt erklär uns doch noch mal was es mit diesen Legierungen auf sich hat.

00:20:19: also wenn ich jetzt eine maßgeschneiderte Elektrode von euch bestellen möchte mit einer ganz speziellen Chemie dann geht ihr genauso vor ihr würdet die anderen Metalle da reinschmelzen.

00:20:30: oder wie funktioniert das?

00:20:32: Manchmal ist es gar nicht so kompliziert wie man denkt.

00:20:34: Teufel check natürlich im Detail, aber es quasi wie beim normalen Slurry kann man an vielen Punkten mit Materialien noch mal zu dotieren.

00:20:45: Wir haben halt das Flüssigolizium als Grundbasis und können dann eben auch weitere Aditiven hinzugeben die wir dann eben ja in Legierung bringen.

00:20:54: Genau, das ist jetzt nicht die hohe Temperatur wie beim Stahl.

00:20:57: Wenn man so an einen Hochofen denkt oder in die Funken sprühen und so weiter und sofort... Das heißt auch da nochmal keine Angst!

00:21:04: Die Energiekosten werden uns jetzt nicht komplett in Ruinen treiben.

00:21:08: Wenn ich mir überlege, dass ihr verschiedenste Legierungen herstellen könnt.

00:21:11: Dann ist das natürlich aus Kunden sich toll weil man halt tatsächlich ganz verschiedene Eigenschaften, Batterieeigenschaften bestellen kann.

00:21:18: damit.

00:21:18: deswegen sprechen wir jetzt mal über ja Schnellladefähigkeit Kapazität Energiedichte und vor allem auch die Qualität der Elektroden so wie er sie herstellt.

00:21:27: bezüglich der Zyklenfestigkeit da schreibt ihr jetzt zitiere ich euch Mal In unserem Ansatz nutzen wir gezielt die reaktiven Eigenschaften von Lithium, um eine bislang einzigartige Elektrodenstruktur zu erzeugen.

00:21:40: Diese Struktur unterdrückt aktiv die Bildung der Dendrieten und begünstigt ein homogenes Plating-Verhalten.

00:21:48: Ja daraus lese ich jetzt, dass ihr dieses Plating tatsächlich auch habt!

00:21:52: Ich dachte immer das wäre bei Festgörberbatterien vielleicht ein bisschen zu unterdrücken aber ihr spielt quasi mit der elektroden Oberflächenstruktur wahrscheinlich oder?

00:22:01: Richtig.

00:22:02: Da muss man vielleicht auch sagen, dass ja bei einer Lithium-Metallanode und damit den Festkörperbatterien die Lithiummetallanoden verwenden spricht man von Plating & Stripping.

00:22:11: also beim Laden wird das Lithiumhomogen geplated und dann beim Endladen wieder gestrippt.

00:22:17: Und dieser Prozess der muss möglichst effizient reversibel ohne den Drittenwachstum ablaufen Damit da die Batteriezelle lange funktioniert.

00:22:26: Das ist genau die Schwierigkeit oder die Hauptherausforderung eigentlich in der Festkörper-Batterie, oder generell in der Entwicklung von Lithium-Metall-Baterien.

00:22:34: Denn wie du schon angesprochen hast es das größte Risiko dass man irreversible Ablagerungen von Lithiom hat und das dann auch noch nadelförmig wächst, da nennt man das einen sogenannten Dendriten.

00:22:45: und gerade bei flüssig Elektrolytbatterien hat man an Angst dass der durch den Separator wächst.

00:22:50: Und eben so eine Lithium Metallanode ist viel instabiler als ne Grafitanode.

00:22:55: Man kann sich das so vorstellen, soweit man da in dem Spannungsfeld irgendwo Inhomo-Guinitäten hat ist also sofort ein Risiko für diese Dentrikenbildung.

00:23:05: Und unser Prozess hat jetzt eben die Eigenschaft dass wir eine Struktur oder eine sehr gute Verbindung zwischen dem Kupfer und dem Lithium herstellen.

00:23:17: versprechen wir uns eben ein homogeneres Spannungs- oder einen homogeneren Stromdichte in der Elektrode bereitzustellen und glauben, dass wir dadurch auch ein paar Vorteile haben dann für die Anwender in der Batteriezeile.

00:23:30: Kennt ihr aber tatsächlich ja nicht den Anwendungsfall von sämtlichen Elektrolytmischungen, von euren Kunden zum Beispiel?

00:23:36: Insofern ist jetzt die Frage.

00:23:37: Wie habt ihr das denn festgestellt diese Zyklin-Festigkeit?

00:23:41: Weil das ist sehr abhängig vom Rest der Zelle, also vom Elektrolüten und von der Kattode wie sich das letzten Endes altert oder?

00:23:48: Du sprichst ja unsere Hauptherausforderung an weil... ...wie gut die Lithiumetallanode letztendlich funktioniert hängt vom Zellsystem ab Und jeder Kunde hat ein unterschiedliches Zellsystem.

00:23:58: Und wir als Anodenhersteller, wir werden nicht jedes Zellsystem testen können.

00:24:02: Das heißt eine Hauptaufgabe von unserer Kollegin Junior die Materialwissenschaftlerin ist wird es sein genau das zu entwickeln ein Referenz Test System um dann auch in größeren Batteriezellen verschiedene Metallernoden zur Benchmarken.

00:24:17: aber eigentlich liegt diese Aufgabe gar nicht bei uns sondern bei den Anwendern für sich zu testen ob in ihrem System die Anode besser funktioniert als andere Anoden.

00:24:27: Und unsere Aufgabe jetzt in den ersten Zeit wird es natürlich sein, die davon zu überzeugen unserer Noten zu testen.

00:24:33: Wir glauben eben dass das spannend ist weil wir diese einzigartige Struktur abbilden können.

00:24:38: Gerrit beschreibt doch mal für unser Podcast Hörer also alle die nicht zuschauen wie sieht eure Beschichtungsanlage da in Aachen aus?

00:24:45: Kannst du dir mal so ganz grob skizzieren bitte?

00:24:48: Also im Prinzip ist die Anlage aufgebaut wie ein herkömmlicher Coder.

00:24:53: Das heißt, wir haben jetzt hier Standardmodule verwendet um eben auch wirklich skalierfähig zu sein.

00:24:59: das heißt Wir haben jetzt das Rad an sich nicht neu erfunden aber genau wir haben halt eben Lithium als reaktives Material dabei.

00:25:08: es reagiert gefühlt mit allen Komponenten und der Coder an sich hat jetzt eben hier die Aufgabe damit mit diesem reaktiven Material umzugehen.

00:25:16: und anders als bei einem normalen Batterie Produktionsprozess müssen wir eben keine Lösemittel verdampfen, Lösemitteln abführen.

00:25:24: Sondern was wir halt vor allem haben ist dass wir die Atmosphäre vor allem drin halten, damit wir keine Reaktionen erzeugen.

00:25:30: Und die Hauptaufgabe ist eben dann das aufgeschmolzene Lithium dann kontrolliert abzukühlen.

00:25:37: Das ist halt der Punkt.

00:25:38: das heißt Wir erwärmen es nicht sondern wir kühlen es ab.

00:25:42: Alle unsere Komponenten sind irgendwo an irgendeiner Stelle beheizt, damit wir erst kontrollieren können.

00:25:48: Und ja wie schon gesagt dieses Sauzzeug müssen wir dann halt eben in der entsprechenden Dicke und in der entsprechendem Homogenität auftragen um dann unser besonderes Struktur zu erzeugen.

00:26:00: Jonas jetzt sagt ihr könnt diese Elektroden wenn sie dann fertig sind?

00:26:04: Ihr könnt die dann auch nochmal veredeln per sogenannte Atomic Layer Deposition ALD.

00:26:10: Was ist das genau?

00:26:11: Und vor allem, was stellt ihr euch so vor wie wir Kunden jetzt auf euch zugehen und dann sozusagen eine Veredlung wünschen.

00:26:18: Worum geht's da?

00:26:19: Zuerst noch können wir das nicht.

00:26:20: Das ist etwas, was wir in der Zukunft möchten.

00:26:23: Und das spielt genau an dieses Thema der Grenzflächenforschung rein.

00:26:27: Und Atomic Layer Deposition ist da ein spannender Ansatz um sehr dünne Schichten zum Beispiel Aluminium Oxid auf die Oberfläche der Elektroly zu bringen.

00:26:36: Und ja, da gibt es in der Forschung auch das Feld, der manche nennen das artificial SEI aber da eben solche stabilen Grenzschichten auf die Anode aufzubringen um dann noch mal besser mit einem gewissen Elektroloid zu funktionieren.

00:26:49: Hier sind wir aber eben bei dem Problem was wir eben diskutiert haben noch gar nicht sicher wie weit dass unsere Aufgabe ist weil das ja schon eher in das Richtung know how der Kunden geht.

00:26:59: Das heißt unsere Aufgabe wird vielleicht auch er sein den Transport und Fertigbarkeit in der Trockenluftentgebung durch so eine Grenzschicht sicherzustellen, als jetzt irgendwie die Funktionalität zu optimieren.

00:27:11: Und auch hier ist diese Atomic Layer Deposition für die Forschung super spannend um möglichst viele verschiedene Materialien auszuprobieren und zu schauen wie beeinflussen sie dann eine Zellqualität?

00:27:22: aber auch hier glaube ich wird sowas nur im Zusammenarbeit von Forschungen und Entwicklungsprojekten mit spezifischen Kunden dann wirklich funktionieren und für uns Sinn machen.

00:27:31: Es ist wirklich super interessant zu hören gemündet eigentlich in dieser frage die ich jetzt als nächstes stelle seht ihr euch eigentlich langfristig als elektronen bauer oder nicht doch als anlagenbauer?

00:27:41: weil vielleicht wäre es ja schlauer sozusagen euren kunden den batteriebauern dann eben dieses ding also diese anlage bereitzustellen und zu warten.

00:27:51: Wir starten auf jeden Fall als Anodenproduzent und zwar für den Forschungs- und Entwicklungsbereich, sowohl Institute oder Startups die an neuen Technologien entwickeln.

00:28:00: Als auch große OEMs, die Materialwissenschaftliche Abteilung haben.

00:28:03: damit starten wir.

00:28:04: das ist auch unsere Skalierung.

00:28:06: Und dann und dass es das Ziel von unserem Existforschungstransferprojekt, dass wir am Ende des Projektes auch einen Design haben für eine skalierte Anlage wo wir dann wirklich im anwendungsrelevanten Format also aktuell sind wir bei sehr schmalen Beschichtungsbreiten Dann für Kunden in Musterphasen für spezifische Anwendungen, dann gehen wir eben auf Beschichtungsbreitung über fünfzig Millimeter Breite hoch.

00:28:28: Dass wir dann auch der höheren Beschichtung breite produzieren können und deshalb auch im nächsten Schritt werden wir noch an Notenproduzent bleiben.

00:28:37: Und die Frage ist natürlich dann, dass die Skalierung Richtung Gigafactory oder wirklich in die Serienproduktion in der Anwendung ob wir dann der Technologie liefernan sind also unsere Technologie für den Zellersteller Lied zensieren oder ob wir für den Anoden produzieren, das steht noch in den Sternen.

00:28:54: Wir haben natürlich die Vision beides zu sein.

00:28:57: aber das wird sich jetzt zeigen quasi wie schnell wir vorankommen und wie schnell auch die nächsten Skalierungsstufen schaffen.

00:29:03: Aber dann greifen wir doch mal kurz nach den Sternens.

00:29:06: man darf ja wohl noch träumen Gerrit was würdest du sagen?

00:29:09: Jetzt ihr als Scallium so in fünf bis zehn Jahren Was sind eure Künstenträume Giga Factory wurde gerade schon angesprochen tatsächlich sozusagen Das zu skalieren so weit, dass man in Deutschland diese Elektroden richtig ausfährt?

00:29:24: Startups neigen gerne zum Übertreiben und viele versuchen Unmögliches zu versprechen.

00:29:29: Lassen hier unter paar Daten weg um einfach nochmal ein bisschen attraktiver für den Markt darzustellen.

00:29:33: gerade glaube ich in der aktuellen Situation wo einfach die Batteriebranche einen gewissen Dämpfer erlebt hat wird es gerade auch vollem in Europa Viele Projekte auch an Holzen durchgekennzt wurden ist glaube ich jetzt erst mal aus ja wenn bisschen betrachtet.

00:29:49: Nicht die sinnvollste Variante jetzt eben in diesem Markt einzusteigen, aber das sehen wir eben komplett anders weil jetzt gerade hat man eben die Möglichkeit mit der Festkörper-Batterie glaube ich den nächsten Schritt zu machen.

00:29:59: Ich glaube vor ein paar Jahren hat man immer Festkörper-Baterien gesagt, die kommen jetzt, sie kommen jetzt!

00:30:05: Aber ich glaube aktuell sind wir wirklich an der Schwelle wo es wirklich losgehen kann.

00:30:09: Man sieht ja die ersten Fahrzeuge auch in USA.

00:30:12: mit twelvehundert Kilometer oder treuhundert Km kam jetzt vor kurzem noch eine neue Ankündigung raus.

00:30:18: Die Lösung ist da, es wird für dich attraktiv für den Markt und wir sind an der Stelle wo wir eben auch jetzt in Fahrzeugen diesen nächsten Schritt sehen.

00:30:27: Das heißt werden wir gucken, wo sehen wir uns in fünf bis zehn Jahren?

00:30:33: Und klar, dass wir eben hier die Technologieführerschaft haben wollen.

00:30:37: Wir wollen eine Großserienanlage mit ungefähr fünfzig Meter pro Minute mit dem Grundstein dazu sein, den Break-even zu schaffen natürlich.

00:30:48: Das heißt, wir wollen wirklich ein Unternehmen aufbauen und ausm Stadtwort Deutschland aus agieren und unsere Technologie in den Markt führen.

00:31:00: Ja, bekannt sein dafür dass wir DNA-Ber sind für eine Vielzahl von sehr spannenden Technologien.

00:31:07: Ich wurde mal kritisiert für eine Aussage.

00:31:10: ich glaube damals in meinem Dispositionsgespräch bei Forster Kampke hatte ich auch einfach Martin Winter einmal zitiert der meinte von wegen den Nobelpreis würde man bekommen für die Industrialisierung der Lithium-Metall-Batterie Wir würden zumindest mal eine Komponente liefern!

00:31:26: Ich glaube dabei belassen Sie es dann an dieser Stelle wenn wir jetzt richtig groß denken wollen

00:31:30: Ja, super cool.

00:31:31: Wir drücken euch natürlich die Daumen!

00:31:33: Jonas' letzte Frage... das ist vielleicht eine Dove-Frage aber so wie ich euch einschätze habt ihr dieses flüssig Lithium-Metallverfahren da jetzt entwickelt?

00:31:43: Gibt es denn vielleicht fern ab der Batteriewelt eigentlich noch Anwendungsfälle wo ähnliche Verfahren benötigt werden?

00:31:51: Vielleicht habt ihr euch da auch schon mal Gedanken darüber gemacht dass es irgendwo tatsächlich noch ganz andere Anwendung Fälle gibt für genau eure Maschine.

00:31:59: Also wie Gerrit ja schon erzählt hat, ist das wirklich ein sehr reaktives Material und deswegen gibt es eigentlich aus unserer Sicht kennen wir jetzt kaum Anwendungsfälle wo wirklich reines Lithium verwendet wird.

00:32:10: Wenn euch oder den Hörer natürlich was einfällt dann freuen wir uns darüber.

00:32:14: jedes Feedback aktuell fokussieren wir uns voll auf die Batteriezelle und ich glaube da haben wir schon breit genug Spektrum an verschiedenen Technologien allein in dem Bereich.

00:32:24: Wir hatten eben auch schon nie zum Schwefel einen angesprochen, was ja nochmal eine andere Technologie ist die ab und an im Podcast dran war für die wir interessant sind.

00:32:32: Das heißt unser Fokus ist Batterien aber wenn dem ein oder anderen da noch die zündige Idee kommt freuen wir uns natürlich

00:32:39: Super.

00:32:39: Dann vielen Dank für eure Zeit, Jonas und Gerrit!

00:32:42: Das war das Start-up Scallium, liebes Publikum.

00:32:44: Wenn ihr dazu eine Meinung habt, dann schreibt sie gerne mal in die Kommentare.

00:32:48: was haltet ihr von dieser Methode flüssiges Lithium aufzutragen?

00:32:51: Klingt ganz interessant.

00:32:52: Vielleicht habt ihr da noch eine Meinung.

00:32:55: Macht's gut bis zum nächsten Sonntag.

00:32:56: Tschüß!

00:32:57: Vielen Dank.

00:32:58: Vielen Dank, ciao zusammen.

00:33:00: Wie immer freue ich mich, dass du zugehört hast.

00:33:02: Wenn du uns noch weiter unterstützen willst dann bewerte den geladen Podcast doch gerne in deiner Podcast App.

00:33:09: das ist immer ganz wertvoll für uns.

00:33:10: ins Spotify und Apple da gibt es dazu diese fünf Sterne Funktion ein bisschen versteckt aber die findest Du bestimmt.

00:33:17: Da kannst Du auch gerne reinschreiben was wir vielleicht in Zukunft noch besser machen können.

00:33:22: Abonniert gerne diesen Kanal und empfieh'l uns auch bei deinen Freunden und Bekannten weiter.

00:33:27: Bedanken wollen Daniel & ich uns wie immer, bei allen Gesprächsgästen speziell bei unseren Partnerinstituten die das hier überhaupt möglich machen – und natürlich bei all denen, die uns hinter den Kulissen sonst noch helfen!

00:33:54: dem Center for Electrochemical Energy Storage Ulm und Karlsruhe, eine

00:34:00: Forschungsplattform

00:34:01: des Karls-Rohre Instituts für Technologie und der Universität Ulm.

00:34:05: Außerdem unterstützen diesen

00:34:07: Podcast das Zentrum

00:34:08: für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg und das Deutsche Zentrum Für Luft & Raumfahrt.