Elektrofahrzeuge sind die Zukunft der Automobilindustrie, und die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) für die Nutzung in diesen Fahrzeugen wird bis 2030 voraussichtlich 9300 Gigawattstunden(GWh) oder 9 Terrawattstunden (TWh) erreichen. Die Herstellung von Li-Ionen-Batterien erfordert speziell konzipierte Trockenräume, weil die für Li-Ionen-Batterien verwendeten Rohstoffe sehr feuchtigkeitsempfindlich sind, was die Qualität und Leistung des Produkts beeinträchtigen kann. Darum sind Entfeuchter erforderlich, um den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung, in der die Batterieherstellung erfolgt, zu reduzieren.

Die Herausforderung:

Für die Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien ist eine extrem niedrige Luftfeuchtigkeit absolut unerlässlich, da Lithium leicht mit Wasserdampf reagiert und sich eine gefährliche Kombination aus Lithiumhydroxid und Wasserstoff bildet, und das beeinträchtig die  Qualität der Batterien. Darum geht die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien mit einem hohen Energieverbrauch für den Betrieb von Luftentfeuchtern einher. Diese sorgen dafür, dass die Luftfeuchtigkeit in den wichtigsten Trockenräumen weit unter 1 % (Taupunkt −40 °C) bleibt.

 

Die Lösung:

Abbildung: Cotes A/S

Wind

Hydro (Wasser)

Solar (Energie + thermisch)

Abwärme

Biomasse/Biogas

Elektrischer Booster

CO2-Wärmepumpe

90 °C heißes Wasser zur Regeneration

 

Cotes Exergic Technology bietet den niedrigsten Kohlenstoff-Fußabdruck der Welt für einen Batterietrockenraum, indem das Unternehmen eine Kombination aus kostengünstigen und nachhaltigen Energiequellen wie Wind, Wasser, Sonne, Abwärme und Biogas nutzt. Für Cotes ist Gas (das in vielen herkömmlichen Trockenräumen verwendet wird) keine nachhaltige Energiequelle.

Cotes hat für einen großen Batteriehersteller in Westeuropa, der die Exergic-Technology von Cotes nutzt, eine Analyse erstellt, die eine Senkung von Kohlenstoffemissionen um bis zu 95 % und eine Kostenreduzierung um 66 % ergab. Das ist für die Zukunft der kommenden Giga-Fabriken sehr vielversprechend, die damit Größenvorteile erzielen und den Preis pro Kilowattstunde senken können.

 

Abbildung: Cotes A/S

 

SENKUNG DES GESAMTENERGIEVERBRAUCHS BEI DER HERSTELLUNG VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEZELLEN UM BIS ZU 40 %

SENKUNG DER EMISSIONEN DER BATTERIETROCKENRÄUME UM BIS ZU 95 %

Index

Konventionell

Cotes Exergic Technology

  • Trockenräume
  • Trocknung
  • Notching
  • Stapeln
  • Finale Versiegelung
  • Sonstige/s

 

Wie die Cotes Exergic Technology funktioniert:

Die Frischluft wird zunächst in zwei Phasen getrocknet und dann mit einem großen Anteil an Umluft aus dem Trockenraum gemischt, bevor diese Luftkombination mit dem abschließenden Rotor getrocknet wird. Wird die Luft schrittweise getrocknet wird, sind keine hohen Temperaturen erforderlich, um die Feuchtigkeit aus den Rotoren des Entfeuchters zu entfernen.

Während die Trocknungslösungen anderer Anbieter Temperaturen von 130 °C oder mehr erfordern, arbeitet Cotes Exergic Technology mit ca. 90 °C, um den Kieselgel-Rotoren die Feuchtigkeit zu entziehen. Dank der niedrigeren Temperatur lässt sich eine Kombination von nachhaltigen Wärmequellen wählen. Das Wichtigste bei der Cotes Exergic Technology ist die Nutzung von Heißwasser zur Erwärmung der Luft auf 90 °C. Wie der Produzent das Wasser erwärmt, bleibt ihm überlassen, sodass er aus dem gesamten Spektrum verfügbarer nachhaltiger Energiequellen wählen kann. Dies ermöglicht enorme Einsparungen bei den CO2-Emissionen für die Nutzung von Trockenräumen, und in einigen europäischen Ländern haben wir sogar eine Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 95 % festgestellt.

„Wenn Sie auf der Heizseite 130 °C benötigen, ist der Stromverbrauch beim Einspeisen enorm. Bei 90 °C kann man sowohl Fernwärme als auch eine Wärmepumpe verwenden“, erläutert Thomas Rønnow, Business Development Manager und Eigentümer von Cotes.

Der Trocknungsprozess erfordert auch eine Abkühlung der Luft auf etwa 10 °C, bevor sie durch die einzelnen Kieselgel-Rotoren zirkuliert. So funktionieren die Adsorptionsrotoren effizienter, und wenn eine CO2-Wärmepumpe installiert ist, können sowohl Heizung als auch Kühlung genutzt werden, wodurch sich noch mehr Energie sparen lässt.

Cotes hat mehr als 150 spezielle Trockenraumsysteme für die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien geliefert und installiert, und zwar für die unterschiedlichsten Anlagen. Außerdem hat Cotes mehrere Konzepte für die Entfeuchtung von Trockenräumen gebenchmarkt.

 

Quelle: https://www.cotes.com/blog/lithium-ion-battery-factories-can-save-millions-in-electricity-consumption