Batterieproduktion
Battery production
Rohstoffkreislauf
Raw material cycle
Nutzung
Use
Batterieproduktion
Battery production
Rohstoffkreislauf
Raw material cycle
Nutzung
Use
Batterieproduktion
Battery production
Wie ist eine Batteriezelle aufgebaut? Wie und wo in Europa wird sie zusammengesetzt? Und wie ist der aktuelle Stand der Forschung und Entwicklung? Dieser Abschnitt beantwortet diese und weitere Fragen rund um das Thema Batterieproduktion.
How is a battery cell structured? How and where in Europe is it assembled? And what is the current state of research and development? This section answers these and other questions about battery production.





Fertigung Batteriematerialien
Battery materials
Fertigung Batteriezelle
Battery cells
Fertigung Batteriesystem
Battery systems fabrication
Forschung & Entwicklung
Research & Development
Nachhaltigkeit
Sustainability
Wie alle Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zwei Elektroden: Eine Anode (Minuspol), die negative Elektronen bereitstellt, und eine Kathode (Pluspol), die diese übernimmt. Auf diesem Weg entsteht ein Stromfluss von Anode zu Kathode, der von angeschlossenen Geräten verwendet werden kann.
Like all batteries, lithium-ion batteries (LIBs) have two electrodes: an anode (negative terminal) that provides negative electrons and a cathode (positive terminal) that accepts them. This creates a current flow from anode to cathode that can be used by connected devices.
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Wie wird eine Batterie geladen?
Beim Laden wird von außen Spannung an die Batterie gelegt. So entsteht an der Anode ein Überschuss an negativ geladenen Elektronen, Lithium-Ionen aus dem Elektrolyten können so Elektronen aufnehmen und sich als Lithium-Atome in der Anode einlagern. An der Kathode hingegen werden Elektronen entzogen und Lithium-Ionen in den Elektrolyten abgegeben. Durch den Konzentrationsunterschied (wenige Ionen an der Anode, viele an der Kathode) wandern Lithium-Ionen durch den Elektrolyten Richtung Anode. So wird die Batterie geladen. Wenn man mit einem Elektroauto fährt oder ein Smartphone nutzt, wird die Batterie entladen. Dann läuft dieser Vorgang umgekehrt ab.
Wie wird die Kapazität einer Batterie bestimmt?
Die Kapazität einer Batteriezelle wird durch die Materialpaarung der Anode und Kathode bestimmt. Das limitierende Element ist hierbei meistens die Kathode. Die Kapazität wird in Amperestunden (Ah) angegeben und liegt im Bereich von 6 Ah bis 120 Ah. Diese ist abhängig vom Format der Zellen. Die Spannung einer LIB definiert sich aus der Differenz der vorliegenden Potenziale an den Elektroden, da die Anode ein Potenzial von annähernd 0 V aufweist (bei Graphit) und die Kathode den Bereich von 3,7 - 4,2 V. Dadurch lassen sich letztere Spannung praktisch erreichen. Mit diesen beiden Kennzahlen – Spannung und Kapazität – kann nun die Energie (in Wh) einer einzelnen Zelle berechnet werden. Rechenbeispiel: In einer stark vereinfachten Rechnung wird die Zellspannung mit der Zellkapazität multipliziert. So erreichen Zellen mit einer Kapazität von 5 Ah und einer Spannung von 3,7 V eine Energie von 18,5 Wh.
How is a battery charged?
When charging, voltage is applied to the battery from outside. This creates an excess of negatively charged electrons at the anode. Lithium ions from the electrolyte can thus take up electrons and store them as lithium atoms in the anode. At the cathode, however, electrons are withdrawn and lithium ions are released into the electrolyte. Due to the difference in concentration (few ions at the anode, many at the cathode), lithium ions migrate through the electrolyte towards the anode. This charges the battery. When you drive an electric car or use a smartphone, the battery is discharged. The above process is then reversed.
How is the capacity of a battery determined?
The capacity of a battery cell is determined by the material pairing of the anode and cathode. The limiting element here is usually the cathode. The capacity is given in ampere hours (Ah) and ranges from 6 Ah to 120 Ah. This depends on the format of the cells. The voltage of a LIB is defined by the difference between the existing potentials at the electrodes, since the anode has a potential of approximately 0 V (for graphite) and the cathode the range of 3.7 - 4.2 V. Thus, the latter voltage can practically be achieved. With these two key figures - voltage and capacity - the energy (in Wh) of a single cell can now be calculated.
Bei der Fertigung einer Batteriezelle werden zunächst die Elektroden in mehreren Fertigungsschritten hergestellt. Anschließend werden die einzelnen Bestandteile zu einer Zelle zusammengefügt und der Elektrolyt wird eingefüllt.
When manufacturing a battery cell, first the electrodes are produced in several manufacturing steps. Then the individual components are assembled to form a cell, and the cell is filled with the electrolyte.
Mischen
Mixing
Auftragen & Trocknen
Coating and drying
Pressen
Calendering
Zellassemblierung
Cell assembly
Finishing/Formierung
Finishing/Formation
Standardmäßig besteht ein Batteriesystem für E-Fahrzeuge aus mehreren Modulen in denen mehrere Batteriezellen untergebracht sind. Durch die Unterteilung in Modulen ist eine einfachere Integration der vielen Batteriezellen im Batteriegehäuse möglich.
A standard battery system for electric vehicles consists of several modules in which several battery cells are housed. The division into modules makes it easier to integrate the many battery cells in the battery housing.

Um in einer globalisierten Welt wettbewerbsfähig zu sein, sind Forschung und Entwicklung für die Batteriezellproduktion von zentraler Bedeutung. Welche Materialien eignen sich am besten? Wie kann die Lebensdauer einer LIB verlängert werden? Und wie kann die Sicherheit erhöht werden? Diese und weitere Fragen werden derzeit erforscht.
In order to be competitive in a globalised world, research and development are of central importance for battery cell production. Which materials are best suited? How can the lifetime of a LIB be extended? And how can safety be increased? These and other questions are currently being researched.
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Zellalterung
Unter Zellalterung versteht man den Kapazitätsverlust im Laufe des Betriebs der Zelle: Ziel ist es, die Einflüsse auf die Zelle besser zu verstehen und deren Verhalten damit abzusehen (durch beispielsweise elektrochemische Messungen während des Betriebs oder Sensoren). Hierbei ist eine enge Verzahnung mit der Charakterisierung von Nöten, um die Grundlagen zu verstehen.
Sicherheit
Kein neues Material wird in Serie produziert, wenn die Sicherheit in der Zelle nicht gewährleistet ist, wie z. B. durch Brandrisiko. Häufig werden bei Sicherheitstests externe Kräfte auf die Batteriezelle ausgeübt (z. B. der Nagelpenetrationstest), die sich dadurch selbst entlädt. Ziel ist es, hier die Auswirkungen von externen Einflüssen besser einzuschätzen und die Batteriemodule dementsprechend anzupassen, um eine maximale Sicherheit dem Endverbraucher zu gewährleisten.
Charakterisierung
Materialcharakterisierung
Die Materialcharakterisierung ist ein wesentlicher Teil der Grundlagenforschung. Ziel ist es, die grundlegenden Mechanismen der LIB zu verstehen und die Zelleigenschaften zu verbessern. Zum Beispiel gilt es die Bildung und Zusammensetzung der Solid-Electrolyte Interphase (SEI) zu verstehen; obwohl diese Schutzschicht bereits seit den 70er Jahren bekannt ist, ist deren genaue Zusammensetzung sowie Bildung immer noch unklar. Hier bilden vor allem analytischen Methoden (einfache Laboranalytik, Strukturuntersuchungen mit Synchroton-/Neutronenmessungen) eine gute Möglichkeit dessen Bildung zu verstehen.
Elektrochemische Charakterisierung
Die elektrochemische Charakterisierung bildet das Grundgerüst für die gesamte Grundlagenforschung. Die Bandbreite reicht hierbei von einfachen Lade-/Entlade-Prozessen (Zyklisierung) bis zu elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS), die Widerstände einzelner Phasen einer Zelle misst und so ein gutes Indiz über die Alterung der Zelle bildet.
Anwendungsnahe Forschung
Unter „Anwendungsnaher Forschung“ werden Pilotlinien oder -anlagen von Universitäten, Unternehmen und Instituten verstanden, also klein-skalige Batterieproduktionsanlagen oder auch Minifabriken. Diese dienen der Erforschung neuer Produktionsprozesse oder der Anpassung an Rezepturen für den Beschichtungsprozess.
Cell ageing
Cell ageing is the loss of capacity which occurs over time during the operation of the cell. The aim of research in this field is to better understand the influences on the cell and thus to predict its behaviour (by electrochemical measurements during operation or with the help of sensors, for example). This requires close attention to characterisation in order to understand the basic principles.
Safety
No new material will be mass-produced if safety in the cell is not guaranteed, due to fire risk for example. Frequently, external forces are applied to the battery cell during safety tests (e.g. the nail penetration test), which causes it to discharge itself. The aim here is to better assess the effects of external influences and to adapt the battery modules accordingly in order to ensure maximum safety for the end user.
Characterisation
Material characterisation
Material characterisation is an essential part of basic research. The aim is to understand the basic mechanisms of LIBs and to improve cell properties. For example, the formation and composition of solid-electrolyte interphase (SEI) has yet to be understood; although this protective layer has been observed since the 1970s, its exact composition and formation is still unclear. Analytical methods (simple laboratory analysis, structural investigations with synchrotron/neutron measurements) are a good way to understand its formation.
Electrochemical characterisation
Electrochemical characterisation forms the basic framework for all basic research. The spectrum ranges from simple charge/discharge processes (cyclisation) to electrochemical impedance spectroscopy (EIS), which measures the resistance of individual phases of a cell and thus provides a good indication of the ageing of the cell.
Application-oriented research
"Application-oriented research" refers to pilot lines or plants run by universities, companies and institutes, i.e. small-scale battery production plants or mini-factories. These serve to research new production processes or to adapt recipes for the coating process.
Nachhaltigkeit in der Batterieproduktion bedeutet eine sichere, umweltschonende und faire Produktion mit dem geringstmöglichen CO2-Ausstoß und unter möglichst umfassender Nutzung erneuerbarer Energien.
Sustainability in battery production means safe, environmentally friendly and fair production with the lowest possible CO2 emissions and the most extensive use of renewable energies.

Ökonomie
Economy
Soziales
Social Issues
Ökologie
Ecology
Fertigung Batteriematerialien
Battery materials
Fertigung Batteriezelle
Battery cells
Fertigung Batteriesystem
Battery systems fabrication
Forschung & Entwicklung
Research & Development
Nachhaltigkeit
Sustainability
Rohstoffkreislauf
Raw material cycle
Welche Rohstoffe werden für eine Batteriezelle benötigt? Wie hoch ist der CO2-Ausstoß bei der Herstellung der Batteriematerialien? Und welche Rolle spielt das Recycling bei der neuen Batterie "made in Europe"? Hier finden Sie einige Antworten.
Which raw materials are needed for a battery cell? How high are the CO2 emissions during the production of the battery materials? And what role does recycling play in the new battery "made in Europe"? You will find some answers here.





Rohstoffgewinnung
Raw material extraction
Materialherstellung
Material production
Wiederverwendung/Second Life
Reuse/second life
Recycling
Recycling
Nachhaltigkeit
Sustainability
Bezogen auf die Elektrodenmaterialien sind Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und natürliches Graphit die wichtigsten Rohstoffe und die aktuell meist diskutierten. Daneben gibt es weitere Elemente, die für Batterien benötigt werden, wie z. B. Aluminium (Folien als Stromableiter, Gehäuse für Batteriepacks/module), Kunststoffe (Gehäuse, Isolierungen) oder Kupfer (Folie als Stromableiter, Verkabelung).
As far as electrode materials are concerned, lithium, cobalt, nickel, manganese and natural graphite are the most important raw materials and the most discussed ones at present. In addition, there are other elements required for batteries, such as aluminium (for foils as current collectors, housings for battery packs/modules), plastics (for housing, insulation) and copper (for foils as current collectors, wiring).

Lithium
Lithium
Graphit
Graphite
Kobalt
Cobalt
Mangan
Manganese
Kupfer
Copper
Nickel
Nickel
Aluminium
Aluminium
Die Ansprüche an die Reinheit der Materialien für den Einsatz in Batterien sind besonders hoch. Das heißt, es muss sichergestellt werden, dass das Material mit der notwendigen Qualität in ausreichender Menge verfügbar ist.
The demands on the purity of materials for use in batteries are particularly high. This means that it must be ensured that the material of the required quality is available in sufficient quantities.

Konzepte zur Zweitnutzung von Traktionsbatterien befinden sich momentan in der Erprobung und könnten ab ca. 2030 relevant werden – wenn mit einem nennenswerten Rücklauf ausgedienter Fahrzeugbatterien zu rechnen ist. Heute ist noch nicht absehbar, welcher Anteil dieser gebrauchten Batterien sich noch als stationäre Speichersysteme oder in anderen Anwendungen nutzen lassen wird. Dennoch ist es wichtig bereits heute die Weichen dafür zu stellen.
Concepts for the secondary use of traction batteries are currently being tested and could become relevant from around 2030, when a significant return of spent vehicle batteries can be expected. Today it is not yet clear what proportion of these used batteries will be able to be used as stationary storage systems or in other applications. Nevertheless, it is important to already set the course for this today.
Fahrzeugbetrieb
Vehicle operation
Wiederaufbereitung
Reprocessing
Second-Life Anwendung
Second life application
Das Recycling, speziell das stoffliche Recycling, ist der letzte Schritt im Kreislauf der Batteriezelle und sollte – im optimalen Fall – bei Zellen angewendet werden die nicht mehr wiederverwendet werden können. Der Prozess des mechanischen (intermediate) Recyclings besteht im Grunde aus den folgenden Schritten: Sammlung und Testung (für Second Life), Zerlegung der Module, Schreddern der Batteriezellen, Rückgewinnung der Rohmaterialien und Aufreinigung der Materialien.
Recycling, especially material recycling, is the last step in the battery cell cycle and should, in the best case, be applied to cells that can no longer be reused. The process of mechanical (intermediate) recycling basically consists of the following steps: collecting and testing (for second life), dismantling the modules, shredding the battery cells, recuperating the raw materials and purifying the materials.
Aufreinigen
Purifying the materials
Sammeln
Collecting
Zerlegen
Dismantling
Schreddern
Shredding
Rückgewinnen
Recuperating
In Europa gibt es bereits heute viele Unternehmen und Projekte, die sich mit Ideen und Techniken für einen geschlossenen Rohstoffkreislauf für Batteriezellen beschäftigen. Jedes davon trägt dazu bei, dass Batterien Schritt für Schritt nachhaltiger werden.
In Europe there are already many companies and projects that are working on ideas and techniques for a closed battery cell raw material cycle. Each of them contributes to making batteries more sustainable step by step.

Ökonomie
Economy
Soziales
Social Issues
Ökologie
Ecology
Rohstoffgewinnung
Raw material extraction
Materialherstellung
Material production
Wiederverwendung/Second Life
Reuse/second life
Recycling
Recycling
Nachhaltigkeit
Sustainability
Nutzung
Use
Wo werden Batteriezellen eingesetzt? Wie unterscheidet sich die Art der Batteriezellen für die unterschiedlichen Anwendungen? Dieser Abschnitt beantwortet diese und weitere Fragen rund um das Thema Nutzung von Batterien.
Where are battery cells used? How do the types of battery cells differ for the different applications? This section answers these and other questions about the use of batteries.





Elektrofahrzeuge
Electric vehicles
Power-Tools
Power tools
Stationäre Energiespeicher
Stationary energy storage
Klein- und Kleinstelektronik
Small and miniaturized electronics
Nachhaltigkeit
Sustainability
Im Bereich der E-Mobilität sind Batteriezellen flexibel einsetzbar und für die unterschiedlichsten Anwendungen geeignet. Am häufigsten werden Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt.
In the field of e-mobility, battery cells are flexible in their use and suitable for a wide range of applications. Lithium-ion batteries are used most frequently.

Der Name ist Programm. Power-Tools brauchen viel Leistung. Was früher nur mit Kabel oder Verbrennungsmotor möglich war, kann dank moderner Akkus auch immer häufiger kabellos und elektrisch erfolgen. Aber welche Batterietypen sind hier verbaut und welche Eigenschaften haben Sie?
The name says it all. Power tools need a lot of power. What used to be possible only with a cable or combustion engine can now, thanks to modern batteries, increasingly be done wirelessly and electrically. But what types of batteries are installed here and what are their characteristics?

Für die Energiewende sind stationäre Energiespeicher besonders wichtig: Sie helfen dabei, Schwankungen bei der Energieproduktion auszugleichen und sichern so eine konstante Stromversorgung.
Stationary energy storage systems are particularly important for the energy turnaround: they help to balance out fluctuations in energy production and thus ensure a constant electricity supply.

Welche alternativen Batterietechnologien gibt es?
What alternative battery technologies are available?
Hochtemperaturbatterie
Eine weitere alternative Batterietechnologie für stationäre Anwendungen sind Hochtemperaturbatterien, die bei sehr hohen Temperaturen (bis zu 500°C) betrieben werden. Sie werden auch Natrium-Nickelchlorid-Batterie oder ZEBRA-Batterie (englisch: Zero Emission Battery Research Activities) genannt. Sie müssen nach außen thermisch gut isoliert werden, damit möglichst wenig Wärme verloren geht. Bei stationären Anwendungen ist das kein Problem. Hochtemperaturbatterien wurden bereits in den 80er Jahren entwickelt, in Kleinserien für Spezialanwendungen produziert und konsequent verbessert. Der nun steigende Bedarf an stationären, elektrischen Energiespeichern macht diese Technologie besonders interessant, da sie mit günstigen und gut verfügbaren Rohstoffen (NaCl, Ni, Keramik) gefertigt werden kann.
Redox-Flow Batterien
Redox-Flow-Batterien sind eine weitere interessante Speichertechnologie für stationäre Anwendungen. Anders als bei klassischen Batteriezellen liegen hier die Anode und Kathode als Flüssigkeit (Anolyt bzw. Katholyt) vor und werden über Pumpen in einer Reaktionseinheit zusammengebracht und in elektrische Energie umgewandelt. Dieser Prozess ist auch reversibel. In der Regel ist die Energiedichte deutlich niedriger als bei festen Speichern. Deshalb fallen diese Systeme deutlich größer aus, was für stationäre Speicher in der Regel unerheblich ist. Der Vorteil hierbei: Einzelne Komponenten der Batterie können einfach ausgetauscht, gewartet oder erweitert werden. Im IPCEI werden auch diese stationären Speicher entwickelt.
High-temperature battery
Another alternative battery technology for stationary applications is high-temperature batteries that operate at very high temperatures (up to 500°C). They are also called sodium nickel chloride batteries or ZEBRA batteries (Zero Emission Battery Research Activities). They must be thermally well insulated from the outside so that as little heat as possible is lost. This is no problem for stationary applications. High-temperature batteries were already developed in the 1980s, produced in small series for special applications and consistently improved. The now increasing demand for stationary electrical energy storage systems makes this technology particularly interesting, as it can be manufactured using cheap and readily available raw materials (NaCl, Ni, ceramics).
Redox flow batteries
Redox flow batteries are another interesting storage technology for stationary applications. In contrast to classical battery cells, the anode and cathode are presented here as a liquid (anolyte and catholyte) and are brought together in a reaction unit via pumps and converted into electrical energy. This process is also reversible. As a rule, the energy density is significantly lower than with solid storage. Therefore, these systems are much larger, which is usually irrelevant for stationary storage systems. The advantage here is that individual battery components can easily be replaced, maintained and expanded. These stationary storage systems are also being developed in IPCEI.
Viele elektronischen Geräte im Unterhaltungsbereich sind akkubetrieben und werden immer beliebter. Doch welche Akkus sind hier verbaut?
Many electronic devices in the entertainment sector are battery-powered, and they are becoming increasingly popular. But which batteries are installed here?

Nachhaltigkeit in der Batterienutzung bedeutet konkret: mehr Transparenz über Herstellungsbedingungen der Batterien für die Nutzerinnen und Nutzer, um eine differenziertere Kaufentscheidung treffen zu können. Es bedeutet auch, Nachnutzungskonzepten und dem Batterierecycling durch Forschung und kluge Geschäftsmodelle zum Durchbruch zu verhelfen.
In concrete terms, sustainability in battery use means more transparency for users regarding the conditions under which batteries are manufactured, so that they can make a more differentiated purchasing decision. It also means helping post-use concepts and battery recycling to achieve a breakthrough through research and clever business models.

Ökonomie
Economy
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Nachhaltigkeit
Sustainability
IPCEI
Was heißt IPCEI?
What does
IPCEI mean?
Die Abkürzung IPCEI kommt aus dem Englischen und steht für Important Project of Common European Interest, zu Deutsch: ein wichtiges Vorhaben von gemeinsamem europäischem Interesse. Die gesellschaftliche und wirtschaftspolitische Bedeutung eines Themas rechtfertigt eine staatliche Förderung, die über das Maß z. B. der reinen Forschungsförderung hinausgeht. Hierzu ist eine beihilferechtliche Prüfung und Genehmigung durch die Europäischen Kommission nötig.
The acronym IPCEI stands for Important Project of Common European Interest. The social and economic policy significance of a topic justifies state funding that goes beyond the scope of less extensive support, such as pure research funding. This requires an examination and approval by the European Commission under state aid law.
Warum ein IPCEI
Batteriezellferti-
gung?
Why IPCEI Battery
Cell Production?
Die Batteriefertigung in Europa ist für die Wirtschaft und Gesellschaft von strategischem Interesse. Technologieentwicklungen aus Europa bieten Chancen für die nachhaltige und umweltverträgliche Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge und weitere Anwendungen. Zusätzlich kann der Aufbau eines europäischen Ökosystems für die Batteriezellfertigung dazu beitragen, dass sich das Wirtschaftswachstum positiv entwickelt, sich Lieferabhängigkeiten verringern, mehr qualitative Beschäftigung aufgebaut und damit Herausforderungen des Strukturwandels abgefedert werden.
Battery production in Europe is of strategic interest for the economy and for society. Technological developments from Europe offer opportunities for the sustainable and environmentally sound production of batteries for electric vehicles and other applications. In addition, the development of a European ecosystem for battery cell production can contribute to positive economic growth, reduce supply dependencies, create more quality employment and thus help to cushion the challenges of structural change.
Auf wessen Initia-
tive geht das IPCEI
Batteriezellferti-
gung zurück?
Whose initiative
was IPCEI Battery
Cell Production?
Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier startete die Initiative zur Batteriezellfertigung Ende 2018 im Schulterschluss mit der EU-Kommission und der französischen Regierung.
Seitdem ist das BMWi maßgeblich an der Aufstellung und Koordinierung der beiden Batterie-IPCEIs beteiligt und hat für die in Deutschland tätigen Unternehmen die Möglichkeit einer Bundesförderung geschaffen. Dazu hat das BMWi im Februar 2019 eine Förderausschreibung zur Batteriezellfertigung veröffentlicht und inzwischen mit rund 3 Milliarden Euro unterlegt. Im wettbewerblichen Verfahren wurden die Einreicher ausgesucht, die die besten Projektvorschläge mit Blick auf leistungsfähige und umweltfreundliche Batterien vorgestellt haben.
Im Verbund mit anderen europäischen Mitgliedsstaaten hat das BMWi die Gesamtheit der Projekte zur Batteriezellfertigung als „Wichtiges Vorhaben von Gemeinsamem Europäischen Interesse“, kurz „IPCEI“, bei der EU-Kommission zur beihilferechtlichen Genehmigung vorgelegt. Insbesondere das von Deutschland koordinierte zweite IPCEI gibt allen europäischen Mitgliedsstaaten mit ihren kleinen und großen Unternehmen die Möglichkeit, sich am Aufbau neuer Wertschöpfung zu beteiligen. Dieses IPCEI ist ein Modell, wie große und komplexe Forschungs- und Innovationsvorhaben mit vielen Beteiligten zukünftig durchgeführt werden können.
German Federal Minister for Economic Affairs and Energy Peter Altmaier launched the initiative for battery cell production at the end of 2018 in close cooperation with the European Commission and the French government.
Since then, the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) has played a major role in the establishment and coordination of the two battery IPCEIs and has created the possibility of federal funding for companies operating in Germany. In February 2019, BMWi published a call for proposals for battery cell production and has since provided funding of around 3 billion euros. In a competitive process, those applicants were selected who presented the best project proposals with regard to high-performance and environmentally friendly batteries.
In cooperation with other European Member States, BMWi has submitted the battery cell production projects as a whole to the European Commission for approval under state aid law as an "Important Project of Common European Interest", or "IPCEI" for short. In particular, the second IPCEI coordinated by Germany gives all European Member States with their small and large companies the opportunity to participate in the creation of new value added. This IPCEI is a model of how large and complex research and innovation projects with many participants can be carried out in the future.
Welche Ziele verfolgt das IPCEI Batteriezellfertigung?
What are the goals of IPCEI Battery Cell Production?
Die europäischen Staaten sollen in pan-europäischer Kooperation durch die Unterstützung nationaler Forschungs- und Innovationsanstrengungen sowie darauf gegründeter industrieller Pilotproduktion einen größtmöglichen Nutzen aus der kompletten „Wertschöpfungskette Batterie“ ziehen können. Hierfür sind eine enge Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, die Abstimmung mit Blick auf eine schnellere Marktreife von Innovationen und das Zusammenwirken von Finanzinstrumenten des privaten und des öffentlichen Sektors nötig, die im IPCEI realisiert werden. So soll Europa einen großen Schritt in Richtung saubere Mobilität und Energie vorankommen sowie Arbeitsplätze, Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit geschaffen werden. Mithilfe des Förderkonzeptes IPCEI werden Unternehmen aus mehreren Mitgliedstaaten darin unterstützt, gemeinsam ehrgeizige Innovationsvorhaben mit positiven Spill-over-Effekten für den gesamten europäischen Binnenmarkt in verschiedenen Branchen und Regionen zu entwickeln - ohne den Wettbewerb zu verzerren.
In pan-European cooperation, the European countries are to be enabled to derive maximum benefit from the complete "battery value chain" by supporting national research and innovation efforts and the industrial pilot production based on them. This requires close cooperation between companies, coordination with a view to bringing innovations to market more quickly as well as the interaction of private and public sector financial instruments, which will be realised in IPCEI. This will take Europe a big step forward in clean mobility and energy, creating jobs, sustainability and competitiveness. The IPCEI support framework will help companies from several Member States to jointly develop ambitious innovation projects with positive spill-over effects across the European single market in different sectors and regions, without distorting competition.
Warum gibt es
zwei IPCEIs zum
Thema Batterien?
Why are there two
IPCEIs on batteries?
Für die Förderung der Batteriefertigung wird ein zweigeteiltes IPCEI umgesetzt: Das „IPCEI on Batteries“ und das IPCEI „EuBatIn – European Batteries Innovation“. Beide IPCEIs eint, dass ihre Teilnehmer den kompletten Wertschöpfungsprozess vom Material über die Zellen zum Batteriesystem und dem letzten Schritt des Recyclings abbilden. Zugleich liegt eine hohe Vernetzung der Unternehmen untereinander und der beiden IPCEI miteinander vor.
A two-part IPCEI will be implemented to promote battery production: the "IPCEI on Batteries" and the IPCEI "EuBatIn - European Batteries Innovation". Both IPCEIs have in common that their participants represent the complete value-added process, from material through the cells to the battery system and the final step of recycling. At the same time, there is a high degree of networking between the companies themselves and between the two IPCEIs.
Was ist das IPCEI on Batteries?
What is IPCEI
on Batteries?
Das IPCEI on Batteries wird durch die französische Regierung koordiniert. Die Genehmigung nach EU-Beihilfevorschriften wurde im Dezember 2019 durch die Europäische Kommission erteilt. Beteiligt sind 17 Unternehmen aus Belgien, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, Polen und Schweden. Diese sieben Mitgliedstaaten haben eine Förderung von bis zu 3,2 Mrd. Euro für ihre nationalen Vorhaben bereitgestellt. Diese öffentlichen Mittel sollen weitere 5 Mrd. Euro an privaten Investitionen mobilisieren. Das Gesamtvorhaben ist langfristig angelegt; die Förderung der Vorhaben soll 2031 abgeschlossen werden.
IPCEI on Batteries is coordinated by the French government. The approval under EU state aid rules was granted by the European Commission in December 2019. It involves 17 companies from Belgium, Finland, France, Germany, Italy, Poland and Sweden. These seven Member States have granted aid of up to 3.2 billion euros for their national projects. These public funds are expected to mobilise a further 5 billion euros of private investment. The overall project is of a long-term nature; support for the projects is expected to be completed in 2031.
Was ist EuBatIn – European Batteries Innovation?
What is EuBatIn –
European Batteries Innovation?
Das zweite IPCEI „EuBatIn – European Batteries Innovation“ wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit Unterstützung der VDI/VDE-IT koordiniert. Die erforderliche Beihilfegenehmigung der Europäischen Kommission wurde Anfang 2021 erteilt. Unter dem europäischen Dach versammeln sich 12 Mitgliedstaaten und mehr als 50 Unternehmen. Das kumulierte nationale Fördervolumen der beteiligten Staaten liegt bei ca. 2,9 Mrd. Euro.
The second IPCEI, "EuBatIn - European Batteries Innovation" is coordinated by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) with the support of VDI/VDE-IT. The required aid approval by the European Commission was given in the beginning of 2021. Twelve Member States and more than 50 companies are gathered under the European umbrella. The cumulated national funding volume of the participating states is approx. 2.9 billion euros).
Woran arbeiten die IPCEI-Partner?
What are the
IPCEI partners
working on?
Die Projektteilnehmenden und ihre Partner konzentrieren ihre Arbeit auf vier Bereiche, sogenannte „Workstreams“:
(1) Rohstoffe und moderne Werkstoffe: Dabei werden nachhaltige innovative Verfahren für die Gewinnung, Anreicherung, Raffination und Reinigung von Erzen entwickelt, um hochreine Rohstoffe zu erhalten. Im Hinblick auf moderne Werkstoffe (wie Kathoden, Anoden und Elektrolyte) wird die Verbesserung vorhandener und die Entwicklung neuer Werkstoffe für innovative Batteriezellen angestrebt.
(2) Zellen und Module: Hier steht die Entwicklung innovativer Batteriezellen und -module im Mittelpunkt, die die Sicherheits- und Leistungsanforderungen der Automobilindustrie und anderer Anwendungsbereiche (z. B. stationäre Energiespeicher und Elektrowerkzeuge) erfüllen.
(3) Batteriesysteme: Dabei werden innovative Batteriesysteme einschließlich Batteriemanagementsysteme (Software und Algorithmen) sowie innovative Testmethoden entwickelt.
(4) Umnutzung, Recycling und Raffination: Hier werden sichere und innovative Verfahren für die Sammlung, Zerlegung, Umnutzung, Wiederverwertung und Raffination des Recyclingmaterials entwickelt.
The project participants and their partners are concentrating their work on four workstreams:
(1) Raw and advanced materials: This involves the development of sustainable innovative processes for the extraction, enrichment, refining and purification of ores in order to obtain high-purity raw materials. With regard to advanced materials (such as cathodes, anodes and electrolytes), the aim is to improve existing materials and develop new materials for innovative battery cells.
(2) Cells and modules: The focus here is on developing innovative battery cells and modules that meet the safety and performance requirements of the automotive industry and other applications (e.g. stationary energy storage and power tools).
(3) Battery systems: This involves developing innovative battery systems including battery management systems (software and algorithms) and innovative test methods.
(4) Conversion, recycling and refining: The goal here is to develop safe and innovative methods for the collection, dismantling, reuse, conversion and refining of recyclable materials.
Wer setzt das IPCEI Batteriezellfertigung in Deutschland um?
Who implements
IPCEI Battery Cell
Production in
Germany?
Die Initiative zur Batteriezellfertigung wurde im November 2018 von Bundesminister Altmaier lanciert. Das BMWi verfolgt seitdem die Anbahnung der IPCEIs und der darunter verorteten Förderung durch Mittel des Bundes. Die VDI/VDE-IT ist für die Projektträgerschaft und die wissenschaftliche Begleitung des IPCEI Batteriezellfertigung zuständig. Das Team aus ca. 35 internen und externen interdisziplinären Expertinnen und Experten unterstützt das Fachreferat „Umweltinnovationen, Elektromobilität“ im BMWi bei der nationalen Förderung und bei der Koordination des EuBatIn auf europäischer Ebene. Dabei ist das Team in intensiver Abstimmung mit Unternehmen, Forschungseinrichtungen, den Ministerien der beteiligten Mitgliedsstaaten und der Europäischen Kommission.
The initiative for battery cell production was launched by German Federal Minister Altmaier in November 2018. Since then, the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) has been working toward initiating the IPCEIs and their support through federal funds. VDI/VDE-IT is responsible for the project management and scientific support (accompanying research) of IPCEI Battery Cell Production. Their team of about 35 internal and external interdisciplinary experts supports the "New drive technologies, electric mobility, environmental innovation" unit at BMWi in national funding matters and in the coordination of EuBatIn at European level. The team carries out its activities in close coordination with companies, research institutions, the ministries of the participating Member States and the European Commission.
Was passiert in der wissenschaftlichen Begleitung?
What happens in
accompanying research?
Für das Ziel eines europäischen „Ökosystems Batteriezellfertigung“ leistet die vom BMWi beauftragte wissenschaftliche Begleitung durch die Erstellung von Studien, Fachbeiträgen, durch Vernetzungsaktivitäten und Workshops wesentliche Beiträge.
Die Analysen liefern den Projektverantwortlichen eine umfangreiche Wissensbasis und beraten zu technologischen und strategischen Themen. Zudem werden Dienstleistungen für die Förderprojekte entwickelt und die Schlüsselakteure aus Forschung, Wirtschaft und Politik in Deutschland und Europa miteinander vernetzt. In der wissenschaftlichen Begleitung wird die VDI/VDE-IT von den Unterauftragnehmenden der TÜV Rheinland Consulting und zwei Lehrstühlen der Technischen Universität Berlin tatkräftig unterstützt.
The accompanying research commissioned by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) is making significant contributions to the goal of a European "Battery Cell Production Ecosystem" through the preparation of studies, expert contributions, networking activities and workshops.
The analyses provide project managers with a comprehensive knowledge base and advice on technological and strategic issues. The information is prepared in the form of a non-public wiki. In addition, services are developed for the funded projects and key players from research, industry and politics in Germany and Europe are networked with each other. VDI/VDE-IT is actively supported in this accompanying research by its subcontractors TÜV Rheinland Consulting and two chairs of Technische Universität Berlin.
Europäisches Ökosystem Batteriezellfertigung
European battery cell production ecosystem




BASF schafft Chemie für eine nachhaltige Zukunft. 2020 erzielte BASF einen Umsatz von 59 Milliarden Euro. Der BASF-Unternehmensbereich Catalysts verantwortet neben den Batteriematerialen auch unser weltweit führendes Portfolio von Umwelt- und Prozesskatalysatoren.
2020 gab BASF weltweit über 2 Milliarden Euro für Forschung und Entwicklung aus. Die BASF-Technologieplattform Process Research & Chemical Engineering entwickelt neue Technologien und Prozesse nicht nur für die Batterieforschung, sondern für die ganze Breite chemischer Prozesse.
Bildnachweise:
Logo © BASF SE
BASF creates chemistry for a sustainable future. In 2020, BASF generated sales of 59 billion euros. In addition to battery materials, BASF's Catalysts division is also responsible for our world-leading portfolio of environmental and process catalysts.
In 2020, BASF spent more than 2 billion euros on research and development worldwide. BASF technology platform Process Research & Chemical Engineering develops new technologies and processes not only for battery research, but also for the very wide range of chemical processes.
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E-Mobilität in Europa benötigt eine lokal integrierte, wirtschaftliche Batterie-Wertschöpfungskette, die Batterien mit hoher Leistung und Nachhaltigkeit liefern kann. BASF plant eine neue Produktionsanlage für die Herstellung von Kathodenmaterialien (CAM) in Schwarzheide, DE, die nach innovativen Produktionsverfahren Kathodenmaterialien der neuesten und nächsten Generation herstellen kann. Das Projekt beinhaltet weiterhin intensive Forschungsaktivitäten für spezifische Produkteigenschaften und eine effiziente Recycling-Technologie in Ludwigshafen. Darüber hinaus plant BASF eine neue Anlage zur Herstellung von Vorprodukten (PCAM) in Harjavalta, Finnland.
E-mobility in Europe requires a locally integrated, cost-effective battery value chain that can deliver high-performance and sustainable batteries. BASF is planning a new plant for the production of cathode active materials (CAM) in Schwarzheide, Germany, which can produce cathode active materials of the latest and next generation according to innovative production processes. The project also includes intensive research activities for specific product properties and efficient recycling technology. Moreover, BASF is planning a new plant for the production of precursors (PCAM) in Harjavalta, Finland.


Die VARTA AG produziert und vermarktet ein umfassendes Batterie-Portfolio von Mikrobatterien, Haushaltsbatterien, Energiespeichersystemen bis zu kundenspezifischen Batterielösungen für eine Vielzahl von Anwendungen. Als Muttergesellschaft der Gruppe ist sie in den Geschäftssegmenten „Microbatteries & Solutions“ und „Household Batteries“ tätig.
Das Segment „Microbatteries & Solutions“ fokussiert sich auf das OEM-Geschäft für Mikrobatterien sowie auf das Lithium-Ionen-Batteriepack-Geschäft.
Durch intensive Forschung und Entwicklung setzt VARTA mit den Tochtergesellschaften VARTA Microbattery GmbH und VARTA Micro Production GmbH die weltweiten Maßstäbe im Mikrobatterienbereich und ist anerkannter Innovationsführer in den wichtigen Wachstumsmärkten der Lithium-Ionen-Technologie sowie bei primären Hörgerätebatterien.
Der VARTA AG Konzern beschäftigt derzeit nahezu 4.000 Mitarbeiter. Mit fünf Produktions- und Fertigungsstätten in Europa und Asien sowie Vertriebszentren in Asien, Europa und den USA sind die operativen Tochtergesellschaften der VARTA AG derzeit in über 75 Ländern weltweit tätig.
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VARTA AG produces and markets an extensive battery portfolio from microbatteries, household batteries, energy storage systems to customer-specific battery solutions for a wide range of applications. As the group’s parent company, it operates in the business segments ‘Microbatteries & Solutions’ and ‘Household Batteries’.
The Microbatteries & Solutions segment focuses on the OEM business for microbatteries and on the lithium-ion battery pack business.