Electrolyte Production in central Europe - EPIC

Kurzbeschreibung

Die E-Lyte Innovations GmbH ist in der Chemiebranche tätig und entwickelt und produziert Elektrolyte für verschiedene Batteriezelltechnologien, deren Bedarf stark steigt aufgrund der zunehmenden Elektromobilität, aber auch durch erweiterte Anwendung im Medizin- und Weltraumbereich.

Die konventionelle Herstellung der Elektrolyte, die größtenteils in Asien oder durch asiatische Marktteilnehmer in Osteuropa stattfindet, basiert auf diskontinuierlichen Mischprozessen verschiedener Chemikalien unter Schutzatmosphäre (Stickstoff). Ein Wechsel der Chemikalien bei Abänderung der Formulierung bedarf einer gründlichen Reinigung der verwendeten Anlagen. Die Reinigung der lösemittelhaltigen Abluft erfolgt über ein mehrstufiges System mit wässriger Abgaswäsche. Nachteile dieses Verfahrens sind neben der fehlenden Flexibilität für verschiedene Formulierungen insbesondere der hohe Reinigungsaufwand, welcher sich in einem hohen Wasser- und Chemikalienverbrauch sowie hohem Abwasseraufkommen widerspiegelt sowie hohe Verbräuche an Prozessschutzgasen und kontaminierter Abluft, da stets das ganze Reaktorvolumen mit Stickstoff überlagert und zuvor evakuiert werden muss.

Ziel dieses Projektes ist die Errichtung einer flexiblen Produktionsanlage - bestehend aus einem diskontinuierlichen und kontinuierlichen Prozess - mit einer Jahreskapazität von bis zu 8.000 Tonnen individuell abgestimmter und hochreiner Elektrolyte. Zunächst werden sogenannte Masterbatches in einem gekühlten Batch-Verfahren durch Rühren hergestellt (exotherme Reaktion). Diese beinhalten eine erhöhte Leitsalzkonzentration. Anschließend wird in einem viel kleineren Aggregat die Finalisierung des Elektrolyten durch Verdünnung mit Lösemitteln vorgenommen. Der Vorteil ist hierbei, dass der große Batch-Reaktor nicht nach jedem Vorgang gereinigt werden muss, da die Grundformulierung im Wesentlichen gleichbleibt, und der Reinigungsaufwand beim kleineren in-line Reaktor erheblich geringer ist, weil das zu reinigende und mit Stickstoff zu überlagernde Volumen viel niedriger ist. 

Durch das innovative und neue Produktionskonzept mit einem kombinierten Batch-in-line-Verfahren können pro Jahr nachstehende Ressourcen bis zu 60 Prozent eingespart werden:

• jeweils ca. 100 Kubikmeter Wasser und Abwasser,
• ca. 20 Tonnen Reinigungsmittel sowie Reinigungsabfälle 
• ca. 6.000 Kubikmeter Stickstoff.

Außerdem werden über 500.000 Kubikmeter VOC-haltige Abluft vermieden. Die Energieersparnis (durch optimierte Behältergrößen und -kühlung) beträgt 19 Megawattstunden, was einer THG-Minderung von 8 Tonnen CO₂ pro Jahr entspricht.

Dieses innovative Verfahren ermöglicht erstmals die Herstellung hochspezialisierter Elektrolyte für die zunehmende Marktdurchdringung innovativer Energiespeichertechnologien und kann auch auf andere Anlagen zur Elektrolytproduktion übertragen werden, deren Notwendigkeit aufgrund des wachsenden Batteriemarkts in Europa zu erwarten ist.