Немецкий научно-исследовательский институт построит завод по производству катодных материалов партиями до 100 кг.
Плотность энергии, срок службы, стоимость и безопасность литий-ионных батарей во многом зависят от материалов, из которых изготовлен катод. Вот почему быстрый доступ к большим объемам новейших катодных материалов так важен для того, чтобы идти в ногу с мировыми лидерами в производстве батарей. Стремясь сделать эти материалы доступными, Центр исследований солнечной энергии и водорода Баден-Вюртемберга (ZSW) готовится запустить крупный проект под названием Powder-Up! Пилотный завод, который будет построен в Ульме на юге Германии в ближайшие месяцы, будет производить высокопроизводительные катодные материалы партиями до 100 кг для нынешнего и будущих поколений литий-ионных аккумуляторов. Партнеры по науке и промышленности в Германии и Европе смогут использовать эти катодные материалы для своих экспериментальных установок. Этот новый источник восполнит серьезную нехватку научно-исследовательского сообщества Германии. Федеральное министерство образования и исследований Германии (BMBF) финансирует Powder-Up! около 20 миллионов евро.
«В настоящее время Германия не производит катодные материалы нового поколения в промышленных масштабах, поэтому для университетов и исследовательских институтов практически невозможно использовать эти материалы при исследовании высокоэффективных аккумуляторов», - говорит профессор Маркус Хёльцле, член группы. Совета директоров ZSW и руководитель Подразделения Электрохимических Энергетических Технологий в Ульме. «Powder-Up! собирается закрыть этот пробел. «
От металлической соли до катодного порошка
Исследователи ZSW участвовали в Powder-Up! Проект направлен на создание этой экспериментальной установки для увеличения масштаба синтеза катодных материалов с индивидуальными требованиями от одного до десяти килограммов, а затем и до 100 килограммов. Они поделятся этими материалами с партнерами по исследованиям и промышленностью, стремящимися разработать аккумуляторные элементы.
Стандартная технологическая цепочка крупномасштабного производства катодных материалов сложна и включает множество второстепенных этапов. Этот завод сможет выполнить весь рабочий процесс. Он будет иметь оборудование для производства прекурсора в реакции осаждения с сырьем, таким как соли никеля и кобальта и гидроксид натрия. Такие прекурсоры затем обрабатываются солями лития при температурах до 1000 градусов по Цельсию и завершаются последующей обработкой поверхности. Каждый шаг имеет решающее значение для окончательного качества этих материалов. Чтобы сделать порошок в заводских условиях, Powder-Up! завод будет оснащен машинами, доказавшими свою эффективность в промышленных применениях. Эти машины охватывают всю технологическую цепочку, но также позволяют исследователям исследовать отдельные этапы производства.
Первоначальные усилия по разработке формул и процессов будут иметь место в минимальных масштабах. Исследователи стремятся создать целевую формулу для выбранного процесса быстро и с небольшими затратами. Следующим шагом будет фаза пилотирования, на которой ZSW увеличивает оптимизированные параметры. Затем исследователи могут оценить влияние параметров синтеза на использование ресурсов, выход продукта, дизайн частиц и электрохимические характеристики. Они стремятся использовать инструменты цифровой аналитики, связанные этапы процесса и беспрепятственный сбор данных процесса для сбора статистики и научной оценки данных.
Сотрудники ZSW более 30 лет исследуют функциональные материалы для батарей и суперконденсаторов и знают, как разрабатывать индивидуальные порошки и пасты. Исследователи института также понимают взаимосвязь между структурой и морфологией порошка и то, как они соотносятся с желаемыми функциональными и технологическими свойствами.
Новые материалы для аккумуляторов - залог конкурентоспособности
Высокоэффективные литий-ионные аккумуляторы являются ключевыми строительными блоками в электромобилях и интеллектуальных хранилищах электроэнергии в промышленных и бытовых случаях. Если Германия, как центр бизнеса, сумеет противостоять азиатским конкурентам в разработке и производстве аккумуляторов, ей придется быстро преобразовать результаты последних исследований в продукты. Для достижения этой цели необходим быстрый доступ к новейшим активным материалам: производители просто должны иметь лучшие материалы для создания первоклассных элементов.
Powder-Up! Завод будет разрабатывать и поставлять катодные порошки по индивидуальному заказу для использования в процессе разработки и предоставлять данные для оптимизации всех этапов производства. Исследовательский проект, который Федеральное министерство образования и исследований Германии (BMBF) финансирует в размере 19,77 миллиона евро, стартует в декабре 2021 года и продлится два года.
ИСТОЧНИК: ZSW
Комментариев нет:
Отправить комментарий