ProZess
Bergbau
Die Batterien, wie wir sie kennen, bestehen aus Anoden, Kathoden, Separatoren und Elektrolyten.
Bei den Batteriekomponenten kommen üblicherweise auch Lithium, Nickel und Mangan zum Einsatz. Die Mengenverhältnisse der gemischten Materialien wirken sich auf die Kapazität und Entladeleistung der Batterien aus.
Der Bergbau ist der erste Prozessschritt in der Batteriefertigung. Aus diesem Grund kommt der Gewinnung von Rohstoffen wie Lithium und Nickel eine so große Bedeutung zu. Eine Tatsache ist jedoch auch, dass ethische Fragen im Bergbau aufgekommen sind und deshalb wird sich auch die Bergbauindustrie weiter verändern.
Materialien
Lithium ist das leichteste Metall und hat die geringste Dichte aller festen Elemente. In Batterien werden die positiven Ionen des Lithiums durch den Elektrolyt zwischen Kathode und Anode transportiert und diese sind für das Laden und Entladen der Batterie verantwortlich. 53 % des Lithiums werden aktuell in Chile abgebaut. Mit dem Eintritt in die Ära der E-Mobilität wird jedoch ein explosionsartiger Anstieg der Nachfrage erwartet. Aus diesem Grund herrscht Sorge, dass es zu Engpässen bei der Lithiumversorgung kommen könnte. Zwischenzeitlich wird auch an der Gewinnung von Lithium aus dem Meer geforscht.
Die Energiedichte steigt abhängig vom Nickelgehalt an. Dies ist ein wichtiger Faktor, der sich stark auf die Batterieleistung auswirkt, da der Nickelgehalt die zur Verfügung stehende Ladekapazität beeinflusst. Die koreanische Batterieindustrie rechnet damit, dass der Markt für „High-Nickel“-Batterien, also Batterien mit hohem Nickelgehalt, wachsen wird. China dagegen verfolgt den „Nickel-Free“-Ansatz und setzt auf Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP), die im Preiskampf gegenüber der „High-Nickel“-Technik eine zunehmende Rolle spielen.
Kobalt wird als Nebenprodukt beim Abbau von Kupfer und Nickel gewonnen und wird auch als White Petroleum bezeichnet. Kobalt beeinflusst Stabilität und Leistung einer Batterie und aktuell werden 60 % dieses Rohstoffs in der Demokratischen Republik Kongo abgebaut. Aufgrund der häufigen Bürgerkriege und der Kinderarbeit im Kongo wird Kobalt jedoch als Konfliktmaterial eingestuft. Aus diesem Grunde ist die Kobaltversorgung instabil und das wiederum ist der Grund dafür, dass Kobalt der teuerste Rohstoff ist.
Im Moment wird an der Entwicklung von „Zero-Cobalt“-Batterien gearbeitet, die durch einen geringeren Kobaltgehalt die Wettbewerbsfähigkeit sichern.
Mangan wird in Verbindung mit Eisenphosphat als Ersatz für Kobalt verwendet. Mangan ist ein wichtiger Stoff, der ebenso wie Kobalt Einfluss auf die Batteriestabilität hat. Aktuell wird bei den Ultium-Batterien (eine ausschließlich für elektrische Fahrzeuge genutzte Batterieplattform) der Kobaltanteil gesenkt und durch Mangan ersetzt.
Pumpenlösungen
Pumpen werden zum Transport der abgebauten Rohstoffen benötigt. Im Bergbau erhöhen jedoch ein hoher Feststoffgehalt und große Partikel im Schlamm oft die Verschleißkosten der Pumpen und können dazu führen, dass die Pumpe leicht beschädigt wird.
Pumpen und Systeme von NETZSCH sind besonders leistungsstark und zuverlässig. Da sie problemlos über einen langen Zeitraum betrieben werden können, stellen sie eine kostengünstige Lösung dar.
Die NEMO® Exzenterschneckenpumpe fördert selbst zähflüssige Schlämme bei niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten und reduziert den Verschleiß so deutlich. Sie ist für die Bergbauindustrie geeignet, da sie große Feststoffe problemlos fördert und hohen Drücken standhält. Die NOTOS® Schraubenspindelpumpe ist für die Förderung verschiedener Gesteinsarten bestens konzipiert und pumpt besonders verschleißarm. Auch die TORNADO® Drehkolbenpumpe und die PERIPRO Schlauchpumpe kann zähflüssige Schlämme und Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil zuverlässig fördern.
