Należąca do Volkswagena spółka PowerCo pochwaliła się nowym procesem suchego nanoszenia elektrod. W jego opracowaniu pomagała firma Koenig & Bauer, funkcjonujący od ponad 200 lat producent maszyn drukarskich, największy na świecie dostawca urządzeń do wydruku banknotów. Nanoszenie elektrod na sucho pozwala na znaczne oszczędności energii, a zatem też istotne obniżenie emisji przy wytwarzaniu ogniw Li-ion.
Tańsza produkcja ogniw i wyższe ładowanie. Suche nakładanie elektrod
Współcześnie typowy mechanizm nakładania elektrod na folię metalową odprowadzającą ładunki jest procesem mokrym. To znaczy: zmieloną elektrodę zawierającą wszystkie niezbędne składniki traktuje się pewnymi rozpuszczalnikami, żeby zamienić ją w gęstą maź. Następnie taką maź aplikuje się w wybranym miejscu, walcuje i wygrzewa w wysokich temperaturach, żeby ją wysuszyć. To wygrzewanie, twierdzi Volkswagen, zużywa aż 30 procent całej energii potrzebnej w trakcie produkcji ogniwa.
Różne firmy eksperymentowały z procesem suchym, ale otrzymane w ten sposób elektrody nie zawsze były pełnowartościowe, miały tendencję do uszkodzeń, ich gęstości energii były niższe a degradacja postępowała szybciej. Jedną z firm, której udało się stworzyć skuteczny mechanizm nakładania suchych elektrod, był producent superkodensatorów, firma Maxwell. Tesla kupiła ją w 2019 roku, dziś Modele Y z ogniwami 4680 mają anody nakładane w procesie suchym. Inne firmy nieszczególnie chwalą się podobnymi osiągnięciami.
PowerCo stworzyło na własną rękę mechanizm suchego nakładania elektrod i ma to być rewolucja na miarę ogniw ze stałym elektrolitem, przynajmniej na poziomie produkcyjnym (źródło). Dzięki współpracy z firmą Koenig & Bauer planowane jest stworzenie pras, które pozwolą na wytwarzanie ogniw Li-ion z takimi elektrodami na skalę przemysłową. Zmodyfikowany proces pozwoli na zaoszczędzenie wspomnianych 30 procent energii oraz 15 procent przestrzeni, co przełoży się na setki milionów euro oszczędności każdego roku i może obniżyć ceny baterii.
PowerCo podaje nawet liczby: gigafabryka o rocznej wydajności na poziomie 20 GWh ogniw mogłaby zrezygnować z czterech linii produkcyjnych, co pozwala na zaoszczędzenie 7 000 metrów kwadratowych, 100 metrów na długości budynku. Zaoszczędzona energia odpowiada zużyciu 40 000 gospodarstw domowych, według danych BDEW byłoby to 140 GWh (źródło).
Ogniwa z nakładanymi na sucho elektrodami mają pozwolić na wyższe moce ładowania, co akurat jest niespodzianką. Jako redakcja Elektrowozu możemy się tylko domyślać, że prasowanie elektrod wiąże się z użyciem jakiejś dodatkowej warstwy (substancji?) scalającej albo pokrywającej elektrodę, która utrudni wzrost litowych dendrytów.
