Batterietechnologien Weltgrößte Fabrik für Lithium-Schwefel-Batterien entsteht in Nevada

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Das auf Lithium-Schwefel-Batterien spezialisierte Unternehmen Lyten plant den Bau der weltersten Gigafactory für diesen Batterietypus in der Nähe von Reno, Nevada. Bis zu 10GWh an Batterien sind für die jährliche Produktion geplant. Ab 2027 soll die Anlage, für deren Bau 1 Mrd. US-$ veranschlagt wurden, den Betrieb aufnehmen.

Lyten baut die weltweit größte Lithium-Schwefel-Batterie-Gigafabrik mit einer Investition von 1 Milliarde US-$ auf. In der Anlage sollen nicht nur aktive Kathodenmaterialien und Lithium-Metall-Anoden entstehen. Auch die komplette Montage von Lithium-Schwefel-Batteriezellen soll dort durchgeführt werden. Geplant ist die Produktion von Feststoffakkus in zylindrischen als auch in Pouch-Formaten.

Das Unternehmen Lyten wurde 2015 gegründet und bezeichnet sich selbst als ein „Unternehmen für die Applikation von Supermaterialien“. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf dem noch relativ jungen Zweig für die Massenproduktion von leistungsstarken Lithium-Schwefel-Akkus: 2023 startete das Unternehmen eine teilautomatisierte Piloteinrichtung im kalifornischen San Jose für die Batterieproduktion. Dort entstandene Akkus sollen im Rest-Jahr 2024 sowie im Jahresverlauf 2025 in Märkten wie Drohnenproduktion, Raumfahrt, Mikromobilität und der Verteidigungsindistrie zum Einsatz kommen.

Lithium-Schwefel-Batterien: Reif für den Massenmarkt?

Lyten rechnet damit, dass die Zeit für Lithium-Schwefel-Akkus gekommen sei, um signifikant auf dem Massenmarkt aufzutreten. Der Bau der Gigafactory in Nevada entsteht in der Erwartung nach einem starken Anstieg der Nachfrage für diese Batterietechnologie. Die geplante Anlage soll im fertigen Stadium eine Gesamtfläche von 1,25 Millionen Quadratmetern besitzen und beim Anlaufen der ersten Produktionsphase im Jahr 2027 zunächst 200 Mitarbeiter beschäftigen. Lyten geht davon aus, dass bis zum Zeitpunkt der vollständigen Inbetriebnahme bei voller Auslastung über 1.000 Angestellte dort arbeiten werden. Dazu zählen Forscher und Entwickler, Fertigungsingenieure, Batterieingenieure, Techniker und Maschinenarbeiter.

„Der heutige Tag ist der jüngste Meilenstein in der neunjährigen Geschichte von Lyten“, sagte Dan Cook, Mitbegründer und CEO von Lyten, im Rahmen der Ankündigung. „Lithium-Schwefel ist ein Sprung in der Batterietechnologie, der eine Batterie mit hoher Energiedichte und geringem Gewicht ermöglicht, die aus reichlich verfügbaren lokalen Materialien und zu 100% in den USA hergestellt wird“. Lyten plant eine nachhaltige Batterieproduktion, die von Komponentenfertigung bis Endmontage komplett in den USA durchgeführt wird.

Lithium-Schwefel-Batterien werden schon seit einigen Jahren als potentielle Nachfolger für die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus gehandelt. Nach Forschungsergebnissen besitzen Feststoffakkus auf Sulfidbasis je nach Zusammensetzung eine etwa drei- bis fünffache Kapazität als ihre auf dem Markt etablierten Gegenstücke. Diese größere Energiedichte ermöglicht eine deutlich kompaktere und leichtgewichtigere Bauweise: Laut Lyten sollen die in Kalifornien und künftig in Nevada produzierten Akkus bis zu 40% leichter sein als äquivalente Lithium-Ionen-Batterien und bis zu 60% leichter als die ebenfalls als Alternativtechnologie gehandelten Lithium-Ferrophosphat-Batterien auch LFP-Akkus genannt. Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Batterien ohne seltene und kritische Elemente wie Kobalt oder Nickel auskommen. Durch den Einsatz von deutlich leichter verfügbarem Schwefel als aktivem Kathodenmaterial können diese Batterien nachhaltiger und kostengünstiger produziert werden.

Schwefel ist allerdings ein schlechterer elektrischer Leiter. Zudem kommt es gerade im Zusammenspiel mit dem hochreaktiven Material Lithium zu einem schnelleren Verfall der resultierenden Batteriezellen. Das Resultat ist ein rascherer Rückgang der möglichen Ladezyklen und Speicherkapazität und somit eine kürzere Gesamtlebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. Das schränkte bislang die Wirtschaftlichkeit der Technologie ein und machte sie damit lange Zeit für den Markt uninteressant. Zahlreiche Forschungsdurchbrüche in den letzten Jahren, wie neue Ansätze in der Kathodenproduktion und Fortschritte beim Design der Batteriezellen, haben diese Nachteile aber mittlerweile deutlich minimalisiert.

Lyten arbeitet mit lokalen Behörden und Unternehmen zusammen und plant den Spatenstich für die geplante Gigafactory für das Frühjahr 2025. Die gesamte Produktionslieferkette der Lithium-Schwefel-Batterien soll in den USA liegen. Damit verspricht Lyten, dass die dort produzierten Batterien keinerlei Handelsbeschränkungen wie etwa aus dem andauernden Handelsstreit zwischen den USA und China unterliegen werden.(sg)

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