Broad Base. Best Solutions. Spezialgraphite für Energiespeicher

Transkript

1 Broad Base. Best Solutions. Graphite Materials and Systems Spezialgraphite für Energiespeicher

2 2 Spezialgraphit- und Prozess- lösungen made by SGL Group. Fortschrittliche Material-, Equipmentund Prozesslösungen ʈ ʈ Entwickelt für Kunden aus mehr als 35 Industrien Maßgeschneidert aus dem umfangreichsten Produktportfolio Tiefgreifendes Produktions- und Material-Know-how Konstant hohe Qualität, Performance und Service Attraktive Gesamtbetriebskosten Broad Base. Best Solutions.

3 Business Unit Graphite Materials and Systems 3 Fortschrittliche Lösungen verschaffen unseren Kunden einen Vorsprung. Die SGL Group bietet fortschrittliche Lösungen selbst für herausfordernde Anwendungen. Wir verstehen die spezifischen Anforderungen unserer Kunden und kombinieren tiefgreifendes Produktions-, Material- und Engineering-Know-how mit dem umfangreichsten Spezialgraphit- Portfolio. Das macht uns zum Partner der Wahl führender Unternehmen. Extreme Korrosions- und Hitzebeständigkeit sowie hohe Reinheit und mechanische Festigkeit sind nur einige der herausragenden Eigenschaften unserer Werkstoffe. Spezialgraphitprodukte der SGL Group führen auch dort zu optimalen Ergebnissen, wo andere Materialien längst an ihre Grenzen stoßen. Abgestimmt auf Ihre spezifischen Anforderungen identifizieren wir für Sie die jeweils beste Lösung aus dem umfangsreichsten Spezialgraphit-Sortiment. Feinkorngraphite: isostatisch, vibrationsverdichtet, gesenkgepresst, extrudiert Expandierter Naturgraphit Carbonfaserverstärkter Kohlenstoff (CFC) Graphitweichfilze und -hartfilze Siliziumcarbidbeschichtete Graphitmaterialien entwickeln wir in enger Partnerschaft mit unseren Kunden maßgeschneiderte Lösungen. Die SGL Group vereint die gesamte Wertschöpfungskette der Spezialgraphitherstellung. Von der Rohstoffaufbereitung über die Halbzeugproduktion sowie die Präzisionsbearbeitung bis hin zur Reinigung und Beschichtung. Auch bei Equipment- und Prozesslösungen macht unser Leistungsangebot den Unterschied aus: Wir bieten Konstruktion, Auslegung, Produktion, Montage, Inbetriebnahme und Service aus einer Hand. So kontrollieren und sichern wir die konstant hohe Qualität und Performance unserer Produkte und verschaffen damit unseren Kunden einen entscheidenden Vorsprung. Fordern Sie uns heraus. Wir sind weltweit für Sie da. Zusätzlich verwenden wir auch Materialien wie PTFE, Siliziumcarbid und Spezialmetalle. Mit diesem Portfolio und dem anwendungstechnischen Wissen aus über 35 Industrien r Herstellung von Folie aus expandiertem Graphit Spezialgraphitlösungen für Energiespeicher Energiespeichersysteme sind eine Schlüsselkomponente zur erfolgreichen Energiewende und Mobilität von morgen. Auf diesem Gebiet verfügt die SGL Group über mehr als 30 Jahre Erfahrung. Mit unseren innovativen Spezialgraphitprodukten sind wir ein gefragter Partner führender Unternehmen.

4 4 Spezialgraphite made by SGL Group. Lösungen für Energiespeicher. SIGRACELL ist der neue Markenname unserer Spezialgraphite für Energiespeicher. Lithium-Ionen-Batterien Redox-Flow-Batterien Typische Anwendungen Lithium-Ionen-Batterien (LiB) Vanadium Redox-Flow-Batterien (VRFB) Eisen-Chrom Redox-Flow-Batterien (FeCrRFB) Produkte der Spezialgraphite SIGRACELL Batteriefilze SGL Group SIGRACELL Bipolarplatten Materialien aus Graphit Anodenmaterial Elektroden Kohlenstoff und Graphit Graphite-Komposite Anodenmaterial Bipolarplatten

5 Spezialgraphitlösungen für Energiespeicher 5 Energiespeicher ermöglichen die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien und bieten schnelle, zuverlässige Lösungen zur autonomen Stromversorgung. Mit den steigenden Anforderungen an Energiespeichersysteme rücken Spezialgraphite dank ihrer einzigartigen Eigenschaften zunehmend in den Fokus. Auf Basis jahrzehntelanger Erfahrung und enger Entwicklungskooperationen bieten wir unseren Kunden maßgeschneiderte Lösungen. Unsere Spezialgraphite überzeugen durch hohe elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie Materialreinheit und erfüllen höchste Ansprüche an Qualität, Effizienz und Umweltverträglichkeit. In zahlreichen Anwendungen steigern sie die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Energiespeichersysteme. Advanced-Batterien Brennstoffzelle Hochtemperatur-Batterien (NaNiCl 2 /NaS) Advanced Lead Acid-Batterien (ALAB) Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEM) Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PACF) SIGRACELL Batteriefilze SIGRACELL Bipolarplatten SIGRACELL Graphitfolien SIGRACELL Batteriefilze SIGRACELL Bipolarplatten SIGRACET Kohlenstoffpapier Elektroden Bipolarplatten Aktive Massen Elektroden Bipolarplatten Gasdiffusionsmedien (GDL) Mehr Informationen unter

6 6 Graphitpulver für Lithium-Ionen-Batterien In unserem modernen Batterie-Labor entstehen speziell für LiB-Anoden maßgeschneiderte Materiallösungen hinsichtlich Eigenschaften und Partikel-Design. Materialentwicklung und Partikel- Engineering sowie die Charakterisierung der elektrochemischen Eigenschaften erfolgen dabei nach industrieüblichen Standards.

7 Spezialgraphite für Lithium-Ionen-Batterien 7 Spezialgraphite für Lithium-Ionen-Batterien Unsere Graphit-Anodenmaterialien für LiB finden sich in mobilen Endverbrauchergeräten, Elektrofahrzeugen und stationären Energiespeichersystemen. Um die Leistungssteigerung von LiB voranzutreiben, investieren wir in neue graphitbasierte Anodenmaterialgenerationen und engagieren uns in nationalen und internationalen Netzwerken. Die SGL Group ist weltweit einer der größten Hersteller von Graphit-Anodenmaterial und beteiligt sich maßgeblich an der Weiterentwicklung der LiB-Technologie. Als Mitglied im Kompetenznetzwerk Lithium- Ionen-Batterien (KLiB) verfolgen wir das Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands in dieser Schlüsseltechnologie zu stärken. Deshalb arbeiten wir gemeinsam mit Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen kontinuierlich daran, die Batteriezellenleistung, Lebensdauer und Sicherheit zu steigern. c Herstellung von LiB-Testzellen unter Reinraumatmosphäre Seit über 10 Jahren stehen wir in enger Kooperation mit Hitachi Chemical Corporation. Für unseren Partner liefern wir Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien in Endverbraucheranwendungen (Consumer Electronics) sowie für Automobilanwendungen. c Technikums-Elektrodenherstellung für die anschließende elektrochemische Charakterisierung b Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien

8 8 Spezialgraphite für Redox-Flow-Batterien Zuverlässig und bedarfsgerecht einstellbar. Batterien für die Energiewende stellen beispiels weise Redox-Flow-Batterien dar. Sie speichern elektrische Energie in flüssigen Elektrolyten und ermöglichen eine Energiespeicherung im kwh- bis MWh-Bereich. Aus diesem Grund sind Redox-Flow- Batterien eine ideale Lösung für stationäre Anwendungen. Sie eignen sich als Zwischenspeicher zur Netzstabilisierung, in Notstromaggregaten, als Pufferspeicher für Wind- und Solarstromanlagen oder zur netzfernen Stromversorgung, etwa von Mobilfunksendern oder abgelegenen Haushalten. Der Hauptvorteil von Redox-Flow-Batterien liegt in der Trennung von Leistung (MW) und Energie (MWh). Beides ist unabhängig voneinander einstellbar und sehr leicht an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. 5 4 Laden / Entladen 4 5 Die SGL Group zählt zu den führenden Herstellern von Spezialgraphiten und Graphitkomponenten für Redox-Flow-Batterien. Auf Basis langjähriger Erfahrung und in enger Zusammenarbeit mit Kunden haben wir für die Energiespeicherung spezielle Werkstoffe und Produkte entwickelt: SIGRACELL Batteriefilze und SIGRACELL Bipolarplatten aus expandiertem Graphit. Durch die stetige Verbesserung unserer Materialien haben sich Leistung und Lebensdauer von Redox-Flow-Batterien deutlich verbessert. c Schematischer Aufbau einer Redox-Flow-Batterie 1 Membran 2 Durchlässige Elektrode 3 Bipolarplatte 4 Speicherelektrode 5 Elektrolyt Spezialgraphite für Redox-Flow-Batterien Anwendungen SIGRACELL Batteriefilze SIGRACELL Bipolarplatten Durchlässige Elektroden Bipolarplatten

9 Spezialgraphite für Redox-Flow-Batterien 9 Für Redox-Flow-Batterie-Elektroden sind ein niedriger Zellenwiderstand und eine hohe Elektrolytdurchlässigkeit von entscheidender Relevanz. Demnach ist der Berührungswiderstand von Bipolarplatte und Filzelektrode sowie die Durchlässigkeit der Filzelektrode vom Oberflächendruck und der Filzverdichtung abhängig. Diese lässt sich über die Kompressionsrate steuern: Mit steigender Kompressionsrate sinken der Widerstand und die Durchlässigkeit. Mit sinkender Kompressionsrate steigen der Widerstand und die Durchlässigkeit an. Die SGL Group verfügt über langjährige Erfahrungen im anwendungsspezifischen Design von Carbon- und Graphitfilzen zur Erzielung bestmöglicher elektrochemischer Zellleistungen. 1 2 c Redox-Flow-Batterie-Komponenten 1 Ionenaustausch-Membran 2 SIGRACELL Batteriefilz 3 SIGRACELL Bipolarplatte 3 Relativer elektrischer Widerstand von Graphitfilz Elektrolytdurchlässigkeit von Graphitfilzelektroden ,6E -10 Elektrischer Widerstand [%] Kompressionsrate [%] Elektrolytdurchlässigkeit [darcy] Kompressionsrate [%] 1,4E -10 1,2E -10 1,0E -10 8,0E -11 6,0E -11 4,0E -11 2,0E -11 0,0E -11 Elektrolytdurchlässigkeit [m 2 ]

10 10 Partner für umweltfreundliche Energiespeicher Mit einem umfassenden Verständnis für spezifische Kundenanforderungen haben wir unser Kohlenstoff- und Graphitfilz- Portfolio weiterentwickelt. Das Ergebnis: SIGRACELL Batteriefilze für Speicherelektroden. In dem Redox-Flow- Batteriesystem von Gildemeister Energy Solutions tragen sie dazu bei, saubere, emissionsfreie und schnelle Energie zu liefern. Darüber hinaus erhöhen sie die Sicherheit und Speicherstabilität. Nur ein Beispiel für anwendungsspezifisch optimierte Lösungen der SGL Group.

11 Spezialgraphite für Advanced-Batterien 11 Spezialgraphite für Advanced-Batterien Leistungsstark, vielseitig, effizient. Spezialgraphite überzeugen in Advanced-Batterien aller Art. Dazu zählen neben den Hochtemperaturbatterien wie Natrium/ Schwefel und Natrium/Nickelchlorid auch Advanced-Lead- Acid-Batterien. Hierbei finden Spezialgraphite Anwendung als durchlässige Elektroden, Bipolarplatten oder aktive Massen. Die Kombination aus anwendungsnaher Forschung, tiefer Materialkenntnis und prozesstechnischer Expertise macht die SGL Group bei Kohlenstoffkomponenten für Energiespeicher zum Partner der Wahl. Ausgangspunkt jeder Werkstoffentwicklung ist ein fundiertes Verständnis für die physikalischen und chemischen Prinzipien, die den späteren Einsatz bestimmen. Die SGL Group besitzt in ihrem zentralen Forschungszentrum Technology & Innovation ein eigenes Energie-Labor mit erfahrenen Spezialisten und arbeitet eng mit führenden Hochschulen sowie Instituten zusammen. Neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicherung können so direkt in unsere Materialentwicklung einfließen. Voraussetzung für höchste Produktqualität in Batterieanwendungen ist unsere Erfahrung in der Auswahl geeigneter Rohstoffe. Durch unsere breite Materialbasis, langjährige Lieferantenbeziehungen und ständige Qualitätskontrollen gewährleisten wir hochwertige Batteriematerialien in engen Toleranzen. Die kontinuierliche Optimierung unserer Prozesse versetzt uns in die Lage, die Qualität und Leistung stetig zu verbessern. So hat die SGL Group im Jahr 2011 die weltweit modernste Filzproduktion an unserem Standort Meitingen in Betrieb genommen. Dadurch können wir unseren Kunden Kohlenstoff- und Graphitfilze von einzigartiger Qualität und Toleranz anbieten. b Redox-Flow-Batterie Testzelle in unserem modernen Batterie-Labor Spezialgraphite für Advanced-Batterien Anwendungen SIGRACELL Batteriefilze SIGRACELL Bipolarplatten SIGRACELL Graphitfolien Durchlässige Elektroden Bipolarplatten Aktive Massen

12 12 SIGRACELL Batteriefilze Für Hochtemperaturbatterien und Redox-Flow- Batterien sind durchlässige Elektroden aus SIGRACELL Kohlenstoff- und Graphitfilzen die erste Wahl. Unsere Batteriefilze werden sowohl für Anoden als auch für Kathoden verwendet. Beim Laden und Entladen der Batterie gewährleisten sie einen effizienten Ladungsaustausch zwischen Elektrolyt und Bipolarplatte. Zu verdanken ist das der einzigartigen Kombination aus elektrischer Leitfähigkeit, elektrochemischer Stabilität, hoher Porosität sowie guter Elastizität. c SIGRACELL Kohlenstoff- und Graphitfilze Unsere Liefergrößen decken selbst den Bedarf großer Energiespeichersysteme ab. Standardmäßig liefern wir Batteriefilze bis zu 1200 mm Breite auf 30 m-rollen. Darüber hinaus fertigen wir auch Kohlenstoff- und Graphitfilze in kundenspezifischen Abmessungen passend dem Batteriedesign an. Vorteil der kompletten Inhouse-Wertschöpfungskette Faser Rohfilz Carbonisieren Kohlenstofffilz Graphitieren Graphitfilz Zuschneiden Materialdaten unserer SIGRACELL Batteriefilze Kohlenstoff- und Graphitfilze Einheiten GFA6 EA KFD2.5 EA GFD4.6 EA Fasertyp (Precursor) Viskose Polymer Polymer Dichte g/cm³ 0,08 0,1 0,09 Nominale Dicke mm 6 2,5 4,6 Flächengewicht g/m² Elektrischer Widerstand _ Ωmm < 12 < 30 < 6 Elektrischer Widerstand Ωmm < 4 < 10 < 3 Aschewert (580 C) % < 0,3 < 0,6 < 0,2

13 SpezialgraphitE für Energiespeicher 13 SIGRACELL Bipolarplatten und Graphitfolien c SIGRACELL Bipolarplatten aus Graphit-Verbundmaterial c SIGRACELL Folie aus expandiertem Graphit Verfügbare Größen unserer SIGRACELL Bipolarplatten Expandierter Naturgraphit zeichnet sich vor allem durch chemische Beständigkeit und gute elektrische Leitfähigkeit aus. Zusammen mit hochwertigen Fluorpolymeren lassen sich unsere hoch dichten und dünnen SIGRACELL Bipolarplatten für ein breites Einsatzspektrum nutzen. Dank ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit eignen sich unsere SIGRACELL Produkte ideal für die anspruchsvolle Zellchemie in Batteriesystemen. So werden SIGRACELL Folien in Advanced-Lead- Acid-Batterien sowie Redox-Flow-Batterien eingesetzt. Materialsorte Dicke [mm] Länge [mm] Breite [mm] TF6 0, PV10 0, FR10 0, Auf Anfrage fertigen wir Zuschnitte. Materialdaten unserer SIGRACELL Bipolarplatten Expandierter Graphit Einheiten TF6 PV10 FR10 Polymertyp Fluorpolymer Fluorpolymer Thermoset Resin Polymeranteil % Dichte g/cm³ 1,75 1,65 1,85 Reißfestigkeit MPa Elektrischer Widerstand Ωmm < 10 < 10 < 10 Thermische Leitfähigkeit _ Wm ¹K ¹ Thermische Leitfähigkeit Wm ¹K ¹ Permeabilität (Helium) mg/(m2s) <1 x 10 ³ <1 x 10 ³ <5 x 10 ³ Verunreinigungen (Metalle/Übergangsmetalle) ppm < 150 < 150 < 150

14 14 Gemeinsam mit Ihnen finden wir die beste Lösung. Die faszinierenden Möglichkeiten des Werkstoffs Carbon begeistern uns und spornen uns an, gemeinsam mit unseren Kunden die optimale Lösung zu entwickeln. Mit unserem umfassenden Materialportfolio und wertvollen Spezialwissen fertigen wir maßgeschneiderte Produkte selbst für anspruchsvollste Anwendungen. Konstant hohe Qualität, weltweite Präsenz, Innovationskraft und langjährige Erfahrung unserer Mitarbeiter machen uns zum zuverlässigen Partner unserer Kunden. Wie immer Ihre Herausforderung aussieht gemeinsam mit Ihnen finden wir die beste Lösung.

15 SGL Group the Carbon Company 15 SGL Group The Carbon Company. Ein weltweit führender Hersteller von Produkten aus Carbon. Q Einzigartiges Produktportfolio Q Innovative Technologien und Lösungen Q Produktionsstandorte nahe den Absatzmärkten Q Technology & Innovation Center in Deutschland mit internationalen Netzwerken b Serienproduktion von SIGRACELL Batteriefilzen Wir verfügen über ein breites Rohstoffverständnis, ausgereifte Herstellungsprozesse und langjähriges Anwendungs- und Engineering-Know-how. Unser Portfolio an Kohlenstoff-, Graphit- und Carbonfaserprodukten ist umfassend und unsere integrierte Wertschöpfungskette reicht von Carbonfasern bis hin zu Verbundwerkstoffen. Mit einem flächendeckenden Vertriebsnetz und modernen Produktionsstandorten in Europa, Nordamerika und Asien sind wir weltweit nah bei unseren Kunden. Mit dieser breiten Basis bieten wir unseren Kunden beste Lösungen. Daher unser Claim: Broad Base. Best Solutions. Er wird gestützt durch SGL Excellence, unsere Unternehmensphilosophie der kontinuierlichen Verbesserung. Mehr Informationen unter C sglgroup sglgroup

16 Kontakt europa/naher OSTEN/AFRIKA SGL CARBON GmbH Drachenburgstraße Bonn/Germany gms-europe@sglgroup.com asien/pazifik SGL CARBON Far East Ltd. 12 Fl, Shanghai Oriental Plaza 31 Wujiang Road Shanghai /PR China gms-asia@sglgroup.com amerika SGL TECHNIC Inc. Polycarbon Division No. Avenue Stanford CA Valencia/USA gms-americas@sglgroup.com eingetragene Marken der SGL CARBON SE /0 2NÄ Printed in Germany Die Angaben in dieser Druckschrift entsprechen dem heutigen Stand unserer Kenntnisse und sollen u ber unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten informieren. Sie haben somit nicht die Bedeutung, bestimmte Eigenschaften fu r einen konkreten Einsatzzweck zuzusichern. Etwaige bestehende gewerbliche Schutzrechte sind zu beru cksichtigen. Eine einwandfreie Qualität gewährleisten wir im Rahmen unserer Allgemeinen Verkaufsbedingungen. Graphite Materials & Systems SGL CARBON GmbH Söhnleinstraße Wiesbaden/Germany