Allgemeine Vorhabenbeschreibung

Für die Errichtung und den Betrieb einer Fertigungsanlage für Lithium-Ionen-Zellen für Hybrid- und Elektroantriebe (Batteriezellproduktion Prototypen) der BMW AG, Petuelring 130, 80788 München, wurde am Standort Gewerbepark 1, 85599 Parsdorf, Gemeinde Vaterstetten, Fl.Nr. 131/11 der Gemarkung Parsdorf, am 22.01.2021 beim Landratsamt Ebersberg die Erteilung einer immissionsschutzrechtlichen Genehmigung nach § 4 Abs. 1 und § 10 BImSchG im förmlichen Verfahren mit Öffentlichkeitsbeteiligung beantragt.

Das Vorhaben ist im Geltungsbereich des rechtskräftigen Bebauungsplanes Nr. 176 der Gemeinde Vaterstetten (Teilfläche SO Logistik) situiert. Der Flächennutzungsplan der Gemeinde Vaterstetten und der vorhabenbezogene Bebauungsplan werden in diesem Zusammenhang geändert; die Verfahren laufen derzeit parallel.

Im Rahmen der Umnutzung eines Teils der bestehenden Logistikhalle A zu einer Anlage zur Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen sind zwei Entwicklungsstufen geplant. In der ersten Entwicklungsstufe entsteht eine Pilotanlage zur Fertigung von einer maximalen Jahres-Kapazität von 0,1 GWh. In der zweiten Entwicklungsstufe soll die Produktion auf 2,0 GWh/a aufgestockt werden.
Die geplante Anlage soll nach der Umsetzung der 2. Entwicklungsstufe werktags von 00:00 Uhr bis 24:00 Uhr in 48 Wochen pro Jahr betrieben werden, so dass eine Produktion an max. 288 Tagen pro Jahr vorgesehen ist.
Antragsgegenstand sind beide Entwicklungsstufen.
In der geplanten Zellenfertigung werden Lithium-Ionen-Zellen produziert. Die hochautomatisierte Linie besteht aus der Logistik, Elektrodenfertigung, Zellmontage (Assemblierung) und Zellformierung. Die Anlage wird auf einen maximalen Einsatz von Lösungsmitteln von bis zu 2.000 Tonnen pro Jahr ausgelegt.
Am Standort soll der Prozess der Kathodendispersion sowie der Beschichtung und der Elektrolytfüllung der Batterien einschließlich der Verpackung und des Verladens der gefertigten Zellen erfolgen.
Dabei können die wichtigsten Prozessschritte der Anlage zur Fertigung der Lithium-Ionen-Batteriezelle folgendermaßen vereinfacht zusammengefasst werden:

Dosieren und Mischen:
Beim Dosieren und Mischen werden verschiedene pulverförmige Materialien mit einem Lösungsmittel zu einer viskosen Paste verarbeitet. Dies erfolgt über zwei Ebenen. Auf der obersten Ebene befinden sich die Sackaufnahmen. Über diese werden die Pulver eingebracht. In der zweiten Ebene befinden sich Systeme zum Verwiegen und Dosieren der Pulvermengen. Diese gelangen dann über weitere Fallrohre auf die unterste Ebene, auf der sie dem Mischsystem zugeführt werden. Dieses vermischt die Einzelkomponenten und erzeugt eine viskose Masse (Anoden-/Kathodenpaste).

Beschichten:
Nach der Herstellung der Elektrodenpasten folgt der Beschichtungsprozess. Hierfür werden zwei Beschichtungsanlagen benötigt, ein Anoden- und ein Kathodenbeschichter.
In dem Prozess werden dünne Trägerfolien aus Kupfer (Anode) und Aluminium (Kathode) mit der zuvor hergestellten Elektrodenpaste beschichtet. Das Lösungsmittel, das der Paste seine Viskosität gibt, wird in langen Trockenstrecken ausgetrocknet. Das Zwischenprodukt ist ein Coil (Rolle) mit ca. 1 km beschichteter getrockneter Folie.

Kalandrieren und Schneiden:
Die beschichtete Folie geht im nächsten Prozess in die Kalandrier- und Schneidanlage. Beim Kalandrieren wird das Aktivmaterial auf der Folie von Walzen unter hohem Druck verdichtet. Je nach Anlagenauslegung kann es zwei Walzeneinheiten geben, welche das Aktivmaterial verdichten. Nach dem Verdichten des Materials wird dieses direkt mit Rollenscheren in mehrere Streifen geschnitten, so dass aus dem sogenannten Mutter-Coil mehrere Tochter-Coils entstehen, die dann in der Zellmontage weiterverarbeitet werden.

Zellmontage:
Die Zellmontage besteht aus mehreren Montage-, Füge- und Befüll-Prozessen. Diese sind in Stationen untergebracht. In der geplanten Anlage sind technische Anlagen zur Herstellung von Lithium-Ionen-Zellen geplant.
Aus den zuvor hergestellten Elektroden-Coils und Separatorfolien werden zunächst gewickelte Separator-/Elektrodenrollen (Jelly-Rolls) hergestellt. Diese Jelly-Rolls werden dann durch Laserschweißen mit jeweils einem Kontaktierblech versehen und mittels Klebeband isoliert. Dieser Verbund wird in die Zelldose (CAN) eingefügt und dann mit einer Deckelbaugruppe (CAP) verschweißt und der Rand nach dem Elektrolytfüllen zu gecrimpt.
Je nach Zellchemie und Größe wird die Zelle entweder offen oder geschlossen das erste Mal teilweise geladen. Im offenen Fall können die durch die elektrochemischen Prozesse entstehenden Gase aus der Zelle entweichen. Nach Ende der Entgasung (Ladezustand ca. 20 %) wird die Zelle endgültig versiegelt, indem ein Stopfen auf das Befüllloch mit einem Laser geschweißt wird.
Im geschlossenen Fall verbleiben die Gase im Innern und die Zelle weist einen gewissen Innendruck auf.

Formation und Aging (Aging = (Zell-)Alterung bzw. Reifung):
Die teilweise geladene Zelle kommt daraufhin in die Formation. Dort werden die Zellen vollständig geladen und dann wieder Entladen und nachfolgend auf einen Ladezustand von ca. 30 % wieder geladen.
In diesem Zustand kommen die Zellen in das sogenannte Aging. Dort liegen die Zellen bei erhöhter Temperatur (ca. 40 - 60 °C). Nach einiger Zeit wird die Selbstentladung der Zelle geprüft. Dies ist ein finaler Qualitätstest, um sicherzustellen, dass es keine Feinschlüsse innerhalb der Zelle gibt.
In der geplanten Anlage ist vorgesehen, die Formierung in eigensicheren Türmen unterzubringen, so dass eine mögliche Havarie auf den jeweiligen Turm begrenzt bleibt. In einem möglichen Ausbau, werden die Türme in einem Stahlaufbau in mehreren Ebenen untergebracht und mit einem automatisierten Regalbediengerät bedient. Das Aging wird in einem Lagerbereich mit einer Umhausung mit 90-minütiger Feuerbeständigkeit stattfinden.

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