Die Zukunft der Elektromobilität Meilensteine in der Entwicklung der Lithium- Ionen-Batterie Dr. Joachim Fetzer

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1 Die Zukunft der Elektromobilität Meilensteine in der Entwicklung der Lithium- Ionen-Batterie Dr. Joachim Fetzer Die Zukunft der Elektromobilität Meilensteine in der Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie Dr. Joachim Fetzer 7. Juli 2010, Schwieberdingen

2 Warum Lithium-Ionen-Zellen für Kraftfahrzeuge? Zielwerte für Lithium-Ionen-Zellen mit verbesserten Materialien DLC 100CRate spezifische Leistung, W/kg Pb-Acid Ni-MH Li-Ion Hochleistungszellen ZEBRA Li-Ion Hochenergiezellen 10CRate 1CRate 0.1CRate 0.01CRate spezifische Energie, Wh/kg Die Lithium-Ionen-Batterie ist der vielversprechendste Energiespeicher Seite 2

3 Lösungen Materialien Vergleich von Kathoden-Materialien Aktives Kathoden-Material Energiedichte Eigensicherheit LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 LiCoO 2 LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 LiMn 2 O 4 LiFePO 4 gut mittel schlecht Quelle: SB LiMotive Seite 3

4 Weltweite Lithium-Reserven [in Millionen Tonnen] aus Salzseen aus Silikaten aus anderen Quellen Source: Chemetall - Roskill Information Services Ltd. (2009), R. Keith Evans, Geologist and Industrial Minerals Expert (2009), Garrett Handbook of Lithium and Natural Calcium Chloride (2004), National research Council (NRC) (1985) Stand 2008 Seite 4

5 Recycling von Lithium-Ionen-Batterien Wertschöpfungskette einer Lithium-Ionen-Batterie Zelle Elektronik + Modul Gasreinigung Schmelzofen Reduktion zum Metall Ni, Co, Li Cu, Fe Batterie Schlacke (z.b. Aluminiumoxid) Batteriemontage Lebensdauer Recycling (Schmelzverfahren) Seite 5

6 Herausforderung Kostensenkung: Fertigung Kostendegression im Konsumgütermarkt für Zellen Lernen vom Konsumgütermarkt $/kwh 5000 Preis [$/kwh] für Zellen (Konsumgütermarkt) $/kwh Umsatz [Million $] Jahr Preis (Konsumgütermarkt) Umsatz Quelle: Samsung SDI Seite 6

7 Herausforderung Kostensenkung: Entwicklung Batterieentwicklung ist komplex und kostenintensiv Anteil Entwicklungskosten pro Batterie [ ] 1,000,000 10, Mehrkosten für kleine Hersteller: 500 /Batterie Batteriehersteller mit einer Kapazität für Elektrofahrzeuge/Jahr Batteriehersteller mit einer Kapazität für 500,000 Elektrofahrzeuge/Jahr 1 1,000 10, ,000 1,000,000 Annahmen: Entwicklungsaufwand für Zellen und Packs ca Mannjahre Damit verbundene Investitionen von ca. 150 Mio. Mit Abschreibung über 10 Jahre und 8% Kapitalkosten kumulierte Kosten von ca. 25 Mio. /Jahr und Hersteller. Produktionsmenge pro Jahr Quelle: SB LiMotive Seite 7

8 Meilensteine bei SB LiMotive Gründung SB LiMotive Germany Oktober 2008 BMW Liefervereinbarung August 2009 BMW Active E (Flotte) 2011 Start Zellfertigung Elektrofahrzeuge 2012 September 2008 Gründung SB LiMotive Juli 2009 Erwerb Cobasys / USA September 2009 Grundsteinlegung Zellfertigung in Ulsan, Korea 2011 Start Zellfertigung Hybridfahrzeuge Seite 8

9 Standorte Weltweite Präsenz SB LiMotive hat Standorte in Giheung und Ulsan (Korea), Stuttgart (Deutschland), Orion sowie Springboro (USA) und beschäftigt weltweit rund 650 Mitarbeiter Orion Michigan, USA Springboro Ohio, USA Stuttgart, Deutschland Europa (tbd.) Giheung, Korea Ulsan, Korea Seite 9

10 Standort Ulsan Massenfertigung von Batteriezellen Aufbau des Standorts und der Fertigungslinie in 12 Monaten Spatenstich September 2009 Testläufe Pilotproduktion Juli 2010 Musterlieferung Oktober 2010 Meilensteine Februar 2010 Aufbau Fertigungsanlagen September 2010 Anlauf Massenfertigung Seite 10

11 Die Zukunft der Elektromobilität Meilensteine in der Entwicklung der Lithium- Ionen-Batterie Dr. Joachim Fetzer Seite 11