Produkt, Technologie und Lizenzierung

Produkte in unserem Portfolio

Die Produktfamilie der Kathodenmaterialien von BASF ist optimal auf die steigenden Anforderungen an Batterien für Elektrofahrzeuge ausgerichtet. Die Materialien zeichnen sich durch einen hohen Reinheitsgrad und hervorragende Produkteigenschaften aus. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir unsere Materialien ständig weiter.

Die maßgeschneiderten Kathodenmaterialien aus dem HED^™-Portfolio von BASF sorgen dafür, dass Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge über eine hohe Energiedichte, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit verfügen.

BASF verfügt über eine weltweite Lizenz von Argonne National Laboratory (ANL) zur Herstellung und Vermarktung von Materialien für Lithium-Ionen-Batterien. ANL ist der weltweit führende Anbieter der Nickel-Kobalt-Mangan-Technologie (NCM).

Im April 2021 haben BASF und Umicore eine nicht-exklusive Patent-Kreuzlizenzvereinbarung abgeschlossen, die ein breites Spektrum an Kathodenmaterialien (CAM) sowie deren Vorprodukten (PCAM) abdeckt. Hierzu zählen chemische Verbindungen wie Nickel-Kobalt-Mangan (NCM), Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA), Nickel-Kobalt-Mangan-Aluminium (NCMA) sowie NCM mit einem hohen Lithium- und Mangangehalt und hoher Energiedichte (HE NCM). Die Vereinbarung umfasst mehr als 100 Patentfamilien, die in Europa, den USA, China, Korea und Japan angemeldet wurden.

Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA)

NCA-Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien sind seit rund 20 Jahren auf dem Markt. Das Portfolio von BASF an innovativen HED^™-NCA-Kathodenmaterialien umfasst verschiedene Varianten (Stoffmengenanteil an Nickel von 80 % bis >90 %). Diese Materialien gewährleisten eine hohe Energiekapazität und -dichte sowie eine verbesserte chemische Stabilität und erfüllen so die Anforderungen an Batterien für Elektrofahrzeuge. Führende Hersteller von Elektrofahrzeugen setzen bereits erfolgreich Batterien mit NCA-Produkten von BASF ein.

NCA-Produkte mit hohem Nickelgehalt von BASF kommen bereits heute in Fahrzeugbatterien zum Einsatz. BASF hat in enger Zusammenarbeit mit einem führenden Batteriehersteller die NCA-Variante mit einem Stoffmengenanteil an Nickel von >90 % eingeführt. Zur Steigerung der Batterieleistung und Senkung der Kosten pro Kilowattstunde arbeitet BASF an innovativen Materialien mit einem noch höheren Nickelgehalt, an Technologien zur Dotierung mit verschiedenen Elementen und Beschichtung der Materialien sowie an Prozessinnovationen.

Im Jahr 2017 konnte BASF ihre NCA-Produktionskapazitäten in Japan verdreifachen und damit die steigenden Kundennachfragen erfüllen. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern baut BASF ihre globale NCA-Produktion sowie ihre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten weiter aus. Als Marktführer für NCA ist BASF bestens aufgestellt mit Kathodenmaterialien mit hohem Nickelgehalt und erfüllt die Anforderungen des schnell wachsenden, weltweiten Markts für Elektromobilität.

Nickel-Kobalt-Manganoxid (NCM)

Das Portfolio von BASF an innovativen HED^™-NCM-Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien umfasst Verbindungen mit unterschiedlichem Nickelgehalt, die vom herkömmlichen NCM 111 bis hin zu Produkten mit hohem Nickelgehalt, wie NCM 721 und NCM 811, reichen. Für alle Produkte gibt es verschiedene Beschichtungs- und Dotierungsmöglichkeiten, damit sie die kundenspezifischen Anforderungen an erhöhte Sicherheit, längere Lebensdauer, hohe Energiekapazität und -dichte sowie verbesserte chemische Stabilität optimal erfüllen.

Um die im Zuge der Elektromobilität rasant steigende Nachfrage nach Kathodenmaterialien abzudecken, hat BASF ein globales Netzwerk bestehend aus Forschung, Entwicklung und Produktion etabliert und produziert NCM-Kathodenmaterialien in den bestehenden Anlagen in Japan und in den USA. Weitere Anlagen befinden sich in Europa im Bau.

Wir arbeiten kontinuierlich an verbesserten Kathodenmaterialien mit hohem Nickelgehalt mit einem hervorragenden Verhältnis von Kosten pro Kilowattstunde. Dazu zählen beispielsweise Materialien mit einem Nickelanteil von mehr als 80 % inklusiver Dotierung und Beschichtung, die hochleistungsfähig, langlebig und sicher sind. Darüber hinaus arbeitet BASF bei der Entwicklung zahlreicher innovativer und maßgeschneiderter NCM-Produkte für Automobilanwendungen eng mit OEMs und Zellenherstellern zusammen.

Als Vorreiter und Marktführer im Bereich Kathodenmaterialien ist BASF bestens für die weltweit steigende Nachfrage nach Kathodenmaterialien mit hohem Nickelgehalt für die Elektromobilität gerüstet.

Neben der HED^™-NCM-Produktfamilie ist BASF ein vom Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums (Department of Energy, DOE) lizenzierter Anbieter von patentierten NCM-Kathodenmaterialien, die aus einer einzigartigen Kombination aus lithium- und manganreichen Metalloxiden bestehen. Die Lizenz umfasst das breiteste Spektrum der NCM-Chemie, die sich für den Einsatz in modernen Lithium-Ionen-Batterien eignet.

BASF und das Argonne National Laboratory wurden für diese weltweit gültige Vereinbarung 2010 mit dem „Deals of Distinction^™“ Award ausgezeichnet. Mit der von der Licensing Executives Society (USA & Canada), Inc., vergebenen Auszeichnung wird das enorme Potenzial dieser Vereinbarung zur Schonung der Umwelt und zur Förderung des Wirtschaftswachstums honoriert.

Kundenspezifische Lösungen

Mit einem der branchenweit umfassendsten Portfolios für Kathodenmaterialien sind wir optimal aufgestellt, um die spezifischen Anforderungen unserer Kunden sowohl heute als auch in Zukunft bestmöglich zu erfüllen.

F&E-Pipeline

Neben der Optimierung von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien forscht BASF auch an Batteriematerialien und -systemen der nächsten Generation. Dabei ergänzt das Unternehmen seine eigenen Forschungsaktivitäten durch die Zusammenarbeit mit führenden Wissenschaftlern, Start-ups und Universitäten weltweit. Die Digitalisierung spielt eine entscheidende Rolle bei der Forschung zum Thema Batteriematerialien und treibt diese maßgeblich voran.

Batteriematerialien der nächsten Generation enthalten weniger oder kein Kobalt

Kathodenmaterialien, die wenig bis gar kein Kobalt enthalten, sind eine vielversprechende Materialklasse in unserem Portfolio. Dadurch können wir die Kosten der Batterie senken und unsere Nachhaltigkeitsziele erreichen. In den letzten Monaten haben wir große Fortschritte in unseren Forschungsaktivitäten gemacht, insbesondere in Bezug auf eine wettbewerbsfähige Zyklenstabilität und thermische Stabilität. Aktuell optimieren wir unsere Materialien gemeinsam mit unseren Partnern. Wir sind zuversichtlich, dass unsere Neuentwicklung in der nächste Automobilplattform bei unseren Kunden aufgenommen wird.

Batteriesysteme der nächsten Generation

Neben Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien arbeiten wir auch an Komponenten für Batterien der nächsten Generation wie Festkörperbatterien (Solid-State-Batterien). Während herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien einen flüssigen Elektrolyten enthalten, der die Lithium-Ionen zwischen der Anode und Kathode leitet, wird diese Aufgabe in Festkörperbatterien von einem anorganischen Feststoff übernommen. Die höhere Wärmebeständigkeit der Batterie ermöglicht eine Nutzung bei höheren Temperaturen – ein großer Vorteil für die Fahrzeughersteller. Doch unser Forschungsinteresse gilt nicht nur der Kathode, sondern auch der Anode. Zusammen mit Sion Power, einem Unternehmen mit Schwerpunkt Batterietechnologie und Sitz in Tucson, Arizona/USA, entwickeln wir Hochenergie-Lithium-Metall-Anoden wie Licerion^®. Hier erfahren Sie mehr über Sion Power und Licerion^®.

Digitalisierung als Schlüssel zum Erfolg

Die Digitalisierung führt zu einer grundlegenden Veränderung der Art und Weise, wie wir forschen. Digitalisierung ermöglicht es uns, effizient als ein globales Team zusammenzuarbeiten, und bietet einzigartige Einblicke in die chemische Zusammensetzung von Kathodenmaterialien. Mithilfe von Datenwissenschaften, Simulationen und dem BASF-Supercomputer QURIOSITY gehören kostenintensive und zeitaufwändige Experimente der Vergangenheit an. Außerdem profitieren wir von einem umfassenderen Verständnis der Zusammenhänge zwischen Synthesebedingungen, Materialeigenschaften und Leistungsfähigkeit der Batteriematerialien. Dieses Wissen ist für die Entwicklung besserer Produkte und Produktionsprozesse von zentraler Bedeutung.

Profitieren Sie von unserem umfangreichen akademischen Netzwerk

Im Rahmen unseres wissenschaftlichen Netzwerks für Elektrochemie und Batterien beteiligt sich BASF auch an der Entwicklung neuartiger und verbesserter Materialien. Hier kooperiert das Unternehmen beispielsweise mit dem Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) und dem gemeinsam finanzierten Labor BELLA (Batteries and Electrochemistry Laboratory). BELLA verbindet Grundlagenarbeit mit anwendungsorientierten Projekten zu Materialien und Zellenkomponenten für Batterien der nächsten Generation. Klicken Sie hier, um mehr zu erfahren.

Zusammen mit wissenschaftlichen Einrichtungen und Partnern aus der Wirtschaft führt BASF außerdem zahlreiche Forschungsprojekte durch und setzt diese gemeinsam um. Diese Projekte werden zum Teil vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie öffentlich gefördert.

Lizenzierung

Wechselseitige Lizenzvergabe

BASF und Umicore haben eine richtungsweisende nicht-exklusive Patentvereinbarung abgeschlossen, die auf der herausragenden Expertise beider Unternehmen in Sachen Produkttechnologie aufbaut. Zur Erfüllung der technischen Anforderungen von Kunden können beide Unternehmen somit auf ein breiteres Angebot an IP-geschützten Technologien rund um Themen wie chemische Zusammensetzung, Pulvermorpholiogie und chemische Stabilität zurückgreifen.

Die Vereinbarung gilt für mehr als 100 Patentfamilien für Kathodenmaterialien (CAM) sowie deren Vorprodukte (PCAM), die in Europa, den USA, China, Korea und Japan angemeldet wurden. Hierzu zählen chemische Verbindungen wie Nickel-Kobalt-Mangan (NCM), Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA), Nickel-Kobalt-Mangan-Aluminium (NCMA), LCO sowie NCM mit einem hohen Lithium- und Mangangehalt und hoher Energiedichte (HE NCM).

Die Vereinbarung ermöglicht es beiden Parteien, ihre Materialien besser an die zunehmend individuellen und komplexen Kundenanforderungen bei Batteriezellen und deren Anwendung anzupassen.

Unterlizenzierung