Die erste Ladung einer Batterie entscheidet über ihre Leistungsfähigkeit während ihres gesamten Lebenszyklus. Der Effekt ist als „Verlust beim ersten Zyklus“ bekannt. Je geringer dieser Verlust gehalten werden kann, desto höher ist die Effizienz der Batterie bei allen nachfolgenden Ladezyklen. Fachleute sprechen von der Erstladekapazität einer Batterie. Die beiden australischen Batterie-Rohstoffpioniere FYI Resources (ASX: FYI; FRA: SDL) und Ecograf (ASX: EGR; FRA: FMK) haben jetzt bei ersten gemeinsamen Tests mit Lithium-Ionen Knopfzellen gezeigt, dass sie den Anfangsverlust beim ersten Ladezyklus erheblich reduzieren können.
Die Tests in einem anerkannten US-amerikanischen Labor zeigten, dass die Erstladekapazität gegenüber dem Marktführer von 93 Prozent auf 95,5 Prozent steigert werden konnte. Anders gesagt: Statt 7 Prozent Anfangsverlust erzielte die Batterie mit dem doppelt behandelten Anodengraphit von FYI und Ecograf auf Anhieb nur 4,5 Prozent Ladeverlust.
Das Anodenmaterial wurde in zwei Schritten verbessert. Zunächst wurde das abgerundete (sphärische) Batteriegrafit aus der Produktion von Ecograf mit Pech beschichtet. Dies ist ein Industriestandard und war auch beim Anodenmaterial der Vergleichsbatterie der Fall. Anschließend wurde das so vorbehandelte Anodengraphit mit einem feinen Dispersionsspray von FYI’s ultrafeinem 4N HPA oberflächendotiert. Bereits ohne HPA-Dotierung erreichte das von Ecograf behandelte Anodenmaterial eine deutliche Verringerung des Anfangsverlusts. Die Erstladekapazität konnte auf 94,8 Prozent gesteigert werden – sprich der Verlust konnte auf 5,2 Prozent reduziert werden. Durch die zusätzliche Dotierung (Doping) mit hochreinem HPA konnte der Erstladeverlust nochmals auf 4,5 Prozent gesenkt werden.
FYI und Ecograf versprechen sich von der Verbesserung des Anodenmaterials einen erhebliche Steigerung ihrer Wertschöpfung. Branchenexperten erwarten, dass die Nachfrage nach beschichteten Anoden in den USA und Europa um 30 % pro Jahr wachsen wird. Die Verkaufspreise für einfach beschichtete Anoden liegen zwischen 5.000 und 10.000 US-Dollar pro Tonne. Doppelt behandeltes Anodenmaterial, das mit hochwertigem HPA dotiert ist, könnte noch höhere Preise erzielen. Zum Vergleich: derzeit kalkuliert Ecograf für sein nicht beschichtetes Anodenmaterial mit einem Verkaufspreis zwischen 2.800 und 3.500 US-Dollar.
Roland Hill, Geschäftsführer von FYI, kommentierte die Versuchsergebnisse der HPA-beschichteten Anode so: “Die ersten Testergebnisse der beschichteten Anode von FYI sind hervorragend und zeigen das Potenzial der weiteren Entwicklung dieses Projekts. Wir sind besonders ermutigt durch die überragende Leistung unserer entwickelten Anodentechnologie im Vergleich zum derzeitigen Marktführer. Gemeinsam mit unserem Partner Ecograf werden wir die Entwicklung dieser spannenden Technologie und ihre zunehmende Anwendung im Bereich der Elektromobilität weiter vorantreiben”.
Abbildung 1: Das Prozessbild zeigt die unterschiedlichen Stufen der Anodenbehandlung. Zunächst wird eine industrieübliche mit Pech beschichtete Anode hergestellt. In einem zweiten Schritt kommt dann noch die Dotierung mit HPA hinzu, was zu einer „HPA-Doped Coated Anode“ führt.
FYI und EcoGraf sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden und stellen Produktmuster für Partner und Batteriehersteller zur Verfügung. Die Partner wollen in Westaustralien ein kommerzielles, innovatives Anodenmaterial entwickeln, das den Wert ihrer jeweilen Rohstoffe für den Lithium-Ionen-Batteriemarkt weiter steigert.
Fazit: Die Verbesserung des Anodenmaterials von Lithium-Ionen-Batterien ist ein spannendes Zukunftsfeld für die beiden Partner FYI und Ecograf. Für beide Firmen könnten sich zusätzliche Wertschöpfungsmöglichkeiten eröffnen. Ecograf könnte darüber nachdenken, das Pech-Coating selbst zu übernehmen, statt diesen Veredelungsschritt an Dritte zu vergeben. Durch die zusätzliche HPA-Dotierung (naheliegenderweise aus einer benachbarten Anlage in Westaustralien) könnte – bei voraussichtlich geringer Konkurrenz – ein Premium-Anodenprodukt entstehen, das hohe Margen verspricht. Die Kurse beider Firmen sind heute im australischen Markt gestiegen: EGR hat um 10,8 Prozent zugelegt, FYI sogar um mehr als 13 Prozent. Dessen ungeachtet wird der absehbare Hauptmarkt für HPA weiterhin bei LEDs und bei Batterieseparatoren liegen. Die Anwendung in Anoden ist so gesehen eine willkommene Zusatzchance. Es wäre spannend zu wissen, was FYI-Partner Alcoa Ltd. dazu zu sagen hat.
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