Containment für die Batterieindustrie: Sichere Forschungsarbeiten an Kathodenmaterialien

Im Bereich Batterieproduktion sind die Teams in Forschung und Entwicklung somit gefordert, nicht nur innovative Prozesse zu entwickeln, sondern auch sicherzustellen, dass diese in einer Umgebung stattfinden, die die Sicherheit der Beschäftigten vor den potenziellen Gefahren dieser Materialien gewährleistet. Mit dieser Herausforderung sah sich auch der Sondermaschinen-Spezialist Sonplas konfrontiert. Das Unternehmen entwickelt und liefert maßgeschneiderte Montage- und Prüfanlagen für die Automobil- und Luftfahrtindustrie, die unter anderem in den Bereichen Elektromobilität, Wasserstofftechnologie, Kraftstoff-einspritzung, R&D und Batterieproduktion eingesetzt werden. Neben der Montage von Rotoren, Invertern und anderen Komponenten für elektrisch angetriebene Autos und Nutzfahrzeuge, beschäftigt sich Sonplas mit der Montage und Prüfung von Batteriemodulen sowie der Herstellung von Batteriezellen für sowohl automotive als auch non-automotive Anwendungen.

Gefährdungsbeurteilung

Ausgelöst durch neue Kundenprojekte im Bereich Batterieproduktion wurden in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Sonplas Arbeitsprozesse sowohl an der vollständigen Batteriezelle als auch am Elektrodenmaterial erforderlich, einschließlich wichtiger Schritte wie dem Laserschneiden. Im Zuge einer Gefährdungsbeurteilung erkannte das Unternehmen die potenzielle Gefährdung durch toxische Batteriekomponenten: Bei mechanischen Trennprozessen des Kathodenmaterials wurde festgestellt, dass giftiger Staub freigesetzt wird. Auf Zellebene wurde bei der Zerlegung fertiger Batteriezellen die Emission von toxischen Dämpfen (Elektrolyt) identifiziert. Somit galt es Schutzmaßnahmen zu treffen, um die Gefährdung auf ein Minimum zu reduzieren.

Schutzmaßnahmen

Ein wichtiger Grundsatz bei der Festlegung von Schutzmaßnahmen lautet gemäß der Technischen Regel für Gefahrstoffe „Schutzmaßnahmen“ (TRGS 500), dass zunächst die Möglichkeit einer Substitution durch Stoffe oder Gemische mit geringerer Gesundheitsgefährdung zu prüfen und vorrangig durchzuführen ist. Entfällt diese Möglichkeit, haben technische Maßnahmen Vorrang vor organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen oder arbeitsmedizinischer Überwachung. Dieser Grundsatz ist auch als STOP-Prinzip bekannt (Substitution, technische Schutzmaßnahmen, organisatorische Schutzmaßnahmen, persönliche Schutzausrüstung). Da die Substitutionsmöglichkeit entfiel, stellte Sonplas die Anforderungen an den Arbeitsplatz durch Informationen aus den Sicherheitsdatenblättern der Batteriebestandteile und Recherchen in einschlägigen Richtlinien klar.

Lieferantenauswahl und Kaufentscheidung

Die Auswahl von Denios als Lieferanten basierte auf einer Internetrecherche, Empfehlungen und bereits vorhandenem Wissen über das Unternehmen. Sonplas legte besonderen Wert auf eine kurze Lieferzeit und entschied sich dafür, die Ausrüstung von einem Hersteller zu beziehen, der sich um den gesamten Projektablauf kümmert. Nach gründlicher Kosten-Nutzen-Analyse traf das Unternehmen die Entscheidung, die Anlage von Denios zu erwerben. Der entscheidende Vorteil lag darin, dass die Anlage bereits entwickelt, getestet und erfolgreich in ähnlichen Anwendungen eingesetzt worden war. Besonders wichtig war die Bestätigung der Einhaltung der Arbeitsplatzgrenzwerte im Umgang mit den toxischen Kathodenmaterialien.

Sicherheitslösung mit kunden­spezifischen Anpassungen

Denios hat einen Zerlege- und Prüftisch für Lithium-Akkus und Zellmaterialien entwickelt, der höchste Sicherheitsstandards gewährleistet: den Vario-Flow Arbeitstisch Li-Ion. Durch die Schadstofferfassung wird ein Schutzniveau bis einschließlich OEB 4 (1–10 µg/m³) erreicht, was beispielsweise die Arbeit mit schwermetallhaltigen Kathodenmaterialen erlaubt – einem gängigen Bestandteil von Lithium-Batteriezellen.

Für Sonplas wurde der Arbeitstisch von Denios individuell auf die kundenseitigen Arbeitsprozesse angepasst, um deren Effizienz und Sicherheit zu gewährleisten. So wurde ein Einstellbereich für ein kundenseitiges Transportgestell geschaffen. Eine Frontscheibe sorgt für den Personenschutz nach OEB 4 und um im Havariefall umherfliegende Teile abzufangen. Zudem wurde ein Abwurfschacht eingebaut, um Reststoffe im Arbeitsbereich sicher zu entsorgen. Um die einwandfreie Funktionalität sicherzustellen, wurden eine Zu- und Abluftüberwachung ergänzt. Durch die Integration der Schadstofferfassungsanlage von Denios wird bei Sonplas eine sichere und effiziente Handhabung von toxischen Kathodenmaterialien in der Forschung und Entwicklung gewährleistet.

Weitere Zusammenarbeit und Empfehlung

Für Sonplas war es wichtig, auch nach dem Kauf eine unkomplizierte und schnelle technische Beratung zu erhalten, insbesondere während der Inbetriebnahme. Denios wird positiv hervorgehoben, insbesondere für den professionellen und schnellen Projektdurchlauf ohne nennenswerte Probleme oder Hindernisse. Die erfolgreiche Zusammenarbeit betont die Bedeutung von Fachkenntnissen, Zuverlässigkeit und schneller Unterstützung bei der Implementierung solcher sicherheitskritischen Anlagen.