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Lithiumtechnik

Gut gebrüllt, Tiger!

Seit etwas mehr als einem Jahrzehnt steht die Speicherbranche ganz im Zeichen von Lithiumzellen. Zuvor gab es zwar Bleizellen, mit ätzender Schwefelsäure drin. Aber von einer Speicherbranche sprach damals niemand. Denn Bleispeicher waren zu schwer, wenig effektiv und obendrein durch Schwermetalle belastet.

So richtig starteten die Stromspeicher erst durch, als Sonnenstrom und ­Lithiumzellen auf den Markt kamen. Vor genau zehn Jahren nahm der damals weitgehend unbekannte chinesische Konzern BYD seine erste Fertigungslinie für Lithium-Eisenoxid-Zellen in Betrieb – in Pingshan, eine knappe Autostunde von Shenzhen. Knapp 600 Meter lang, wurden die Komponenten der Zellen im Rollenprozess beschichtet, gewickelt und kontaktiert.

Mehr als 50 Tonnen Pulver täglich

Mehr als 50 Tonnen Pulver wurden jeden Tag gemischt, aus Lithium und Eisen­phosphat. Die daraus entstehende Slurry wurde auf Metallfolien aufgebracht (Coating).

Als negative Elektrode diente Grafit, auf Kupferfolie abgeschieden. Die ­Dicke der Beschichtung variierte höchstens um zwölf Mikrometer, so präzise liefen die Maschinen. Pro Minute wurden 100 Meter beschichtet, jede Rolle fasste 6.000 Meter.

Nach der Trocknung wurden die Elektroden gewickelt, getrennt durch ­einen Separator. Anschließend wurde das Sandwich in eine Alubox eingeführt. Es folgte ein Vakuumprozess, um Luft und Wasserdampf zu entfernen. Dann wurde die Zelle mit organischem Elektrolyt verfüllt und per Laser luftdicht verschweißt.

Gigantischer Ausbau

Dieser Prozess wurde im Laufe der Jahre deutlich verbessert, verfeinert, beschleunigt. Zwischenzeitlich hat BYD die sogenannten Blade-Zellen eingeführt, die erhebliche Vorteile bei der Energiedichte, in der Fertigung und der Montage zum Batteriemodul haben. Weltweit steht der Konzern an fünfter Stelle der größten Produzenten von Lithiumzellen, nach CATL (China), LG (Südkorea), Panasonic (Japan) und Samsung (Südkorea).

Getrieben wird der Markt mittlerweile von den Anforderungen der Hersteller von E-Autos, in dem auch BYD seit mehr als zehn Jahren aktiv ist. In diesem Geschäft markiert der chinesische Tiger sogar die globale Spitze, hat Tesla überholt und gewinnt weiter Marktanteile.

Die erste B-Box

Ich war damals – 2015 – vor Ort, zusammen mit Franz-Josef Feilmeier, der soeben die Firma Fenecon gegründet hatte. Er hatte das Potenzial der neuen Lithiumspeicher erkannt und war der erste Importeur der B-Box von BYD. Damals stand der Prototyp im Labor, und wir diskutierten Bedienbarkeit, Funktionen und Chancen.

Auf Einladung der chinesischen Partner waren wir nach Hongkong geflogen, grüßten die Bronzestatue von Bruce Lee am Kai von Tsim Shatsui und fuhren über die Berge von Kowloon zur Grenze. Dort, im schmucklosen Kiosk zwischen der Exklave und der Volksrepublik, döste eine Zöllnerin. Sie fletschte die Zähne und zeigte sich knarzig, ließ die Besucher jedoch unge­hindert passieren – in die Sonderwirtschaftszone von Shenzhen.

Einst von Deng Xiaoping gegründet, tummeln sich dort die großen Techkonzerne Chinas. Shenzhen ist so etwas wie das Silicon Valley im Reich der Mitte. Ich würde eher sagen: der Tigerkäfig des Big Business.

In Shenzhen befindet sich das Hauptquartier von BYD, ein gewaltiger Komplex aus markanten Gebäuden, Parkflächen und Grünland. Bis nach Pingshan ist es ungefähr eine Autostunde. Dort wollten wir uns die neue ­Fabrik für Lithiumzellen anschauen. Top secret, fotografieren verboten!

Vorausschauende Entscheidungen

In der Rückschau von einem Jahrzehnt wird deutlich, wie vorausschauend die Manager von BYD seinerzeit die Märkte und ihre Potenziale erkannten. Wie in der Photovoltaik zuvor schicken sich die Asiaten an, die Produktion von Speicherzellen und Batteriemodulen zu dominieren.

Das haben sie geschafft, daran hat niemand einen Zweifel. Zur diesjährigen Smarter E Europe in München präsentierte sich BYD mit seiner beeindruckenden Historie. Die neue Generation der B-Box wurde gezeigt, etliche Meilensteine gerühmt.

Zudem wurde eine neue Generation der Blade-Zellen angekündigt. Klar ist: BYD gehört zu den weltweit erfolgreichsten und innovativsten Anbietern von Speicherzellen und Speichermodulen auf der Basis der Lithiumtechnologie. Dabei hat sich BYD stets auf die Zellen und die Batterien konzentriert, auf Massenfertigung und sinkende Kosten. Die DC-Batterie wird über Partner vertrieben, die den Speicher mit eigener Leistungselektronik komplettieren.

Steiler Aufstieg seit 1995

BYD wurde 1995 gegründet, vor drei Jahrzehnten, mit einer Viertelmillion Renminbi Startkapital. Mittlerweile hat der Konzern weltweit 900.000 Mitarbeiter, davon 100.000 in Forschung und Entwicklung. Der jährliche Umsatz überstieg 2024 die Grenze von mehr als 100 Milliarden Euro. 2015 waren es gerade sieben Milliarden US-Dollar gewesen – sechs Milliarden Euro.

Spannend ist die Geschwindigkeit, mit der BYD die Lithiumtechnik voran­trieb. Bis Jahresende 2015 war bereits eine zweite Linie installiert. Damit konnte sich der Konzern auf zehn Gigawatt Fertigungskapazität stützen. 2021 waren es bereits 20 Gigawattstunden.

Schon zuvor – seit der Gründung im Jahr 1995 – war BYD in der Batterietechnik tätig, mit Bleispeichern und Zellen aus Nickel und Cadmium. BYD war OEM-Zulieferer für rund 300 verschiedene Mikrobatterien (Lithium-Polymer-Zellen), die in der Elektronik und im Mobilfunk eingesetzt wurden. Eine eigene Marke gab es damals aber nicht.

Neuheiten in München

Das hat sich grundlegend geändert. Zur Messe in München brachte BYD eine ganze Palette neuer Systeme, die auf der bewährten und mittlerweile weiterentwickelten Battery-Box basieren. Die Battery-Box HVS plus ist ein Heimspeicher für Einfamilienhäuser. Mit Kapazitäten von 5,1 bis 12,8 Kilowattstunden passt er sich flexibel an die Wünsche der Kundschaft an. Bis zu drei Batterietürme lassen sich parallel schalten, so bietet der Speicher bis 38,4 Kilowattstunden.

Das modulare Stecksystem ermöglicht die einfache Installation ohne ­interne Verkabelung und erlaubt jederzeit die Erweiterung. Die Lade- und Entladeleistung erreicht bis zu 12,8 Kilowatt je Batterieturm.

Angebot fürs Kleingewerbe

Die Battery-Box HVM plus wurde für kleine Gewerbebetriebe entwickelt. Drei bis acht Batteriemodule bieten 8,3 bis 22,1 Kilowattstunden pro Turm. Drei Türme, parallel geschaltet, ergeben bis zu 66 Kilowattstunden. Dieser Speicher liefert Dauerströme von bis zu 50 Ampere sowie Spitzenströme von 80 Ampere. Das integrierte Balancing optimiert die Zellnutzung und sorgt für lange Lebensdauer. Dank Plug-and-Play-Montage ist das System einfach erweiterbar.

Battery-Box HVB liefert bis 29,69 Kilowattstunden pro System. Darin kommen die neuen Blade-Zellen zum Einsatz. Deshalb hat die Batterie eine sehr hohe Leistungsdichte und ist ziemlich kompakt.

Jedes Batteriemodul wiegt unter 30 Kilogramm, es lässt sich von einer Person installieren. Mit einem Wirkungsgrad von über 95 Prozent und Strömen von bis 30 Ampere entsteht ein leistungsfähiges, sehr robustes Speichersystem.

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