A Northvolt titkos laborjában jártunk Svédországban

A Northvolt név rendszeres olvasóink számára valószínűleg ismerősen cseng, még ha nem is tudunk róluk annyit, mint némelyik másik vetélytársról. A svéd székhelyű startup az európai akkugyártás egyik legnagyobb reménysége, amit két egykori Tesla alkalmazott alapított 2015-ben. A vállalat észak-svédországi Skellefteå-ben lévő gigagyárában 2021 decemberében készült el az első cella, 2022-től pedig már megy a sorozatgyártás. A Northvolt Ett néven futó gyár tervezett kapacitása 60 GWh/év, a vevők között pedig megtalálható a BMW, a Volkswagen Group, a Volvo és a Polestar is. A Volvoval együttműködve szintén Svédországban, Göteborgban létesített vegyesvállalat 2025-ben kezdené meg a termelést, 50 GWh/év tervezett kapacitással. Szintén 2025-ben indulna Észak-Németországban a Northvolt Drei Heide, éves 60 GWh-s kapacitással, így a három üzem összesen 170 GWh-s éves kapacitással rendelkezik majd. Bár mi elsősorban a cég autógyártásban érdekelt partnereiről tudunk, a Northvolt az energiatárolók, az ipari nagygépek és a hordozható kéziszerszámok számára is kínál megoldásokat, így a parnereik között megtalálható a Siemens, a Vestas, a Vattenfall, az Epiroc és a Fluence is.

A stockholmi székhelyű Northvolt a svéd főváros közelében lévő Västeråsban alakította ki a kutatási és fejlesztési központját, ahova a cég egyik partnere, a szintén svéd Scania jóvoltából kaptunk meghívást. A Northvolt Labs néven futó intézmény nem csak egy kutatólabor, de egy mini akkugyár is egyben, ahol a kifejlesztett akkuk kissorozatú gyártása mellett lehetőség van a kulcsfontosságú tesztelésre és a gyártási folyamat fejlesztésére is.

Megmutatjuk a Scania frissen átadott új akkugyárát

A Northvolt óriási területtel rendelkezik Västeråsban, ahol a fejlesztőközpont mellett megfér egy mindenféle formátum gyártását támogató akkucella gyár, válogatott kínzási módszerekkel felvértezett tesztlabor és a selejt, illetve a használhatatlanságig tesztelt cellák kezelésére kialakított akkufeldolgozó központ is. Bár a Skandináv országokban nem ritka, hogy bevándorlókkal találkozik az ember (az üzem egyik információs tábláján magyar nevet is találtunk), de nem lehetett nem észrevenni, hogy mennyire sokan vannak a láthatóan ázsiai felmenőkkel rendelkező munkavállalók. Persze nem kizárt, hogy ők másod vagy harmadgenerációs bevándorlók, azonban ennél valószínűbb, hogy a Northvolt a más akkugyártóknál szerzett tapasztalatuk miatt invitálta őket Svédországba a fejlesztési központba.

A Northvolt Labs feladata, hogy az akkukémiától kezdve a formátumokon keresztül a különböző gyártástechnológiákig mindennel kísérletezzen, ami az akkuipart illetve a Northvoltot előrébb viheti. Ezen felül itt készülnek a megrendelő által specifikált cellák az ügyfél általi teszteléshez szánt mintái is. A kissorozatú gyártósor lehetőséget biztosít a gyártási folyamat finomhangolására is, hogy azt nem a nagysorozatú gyártáson kelljen tesztelni. Ez a gyártósor fel van rá készülve, hogy egymás után teljesen különböző kémiájú, méretű vagy formátumú cellákat gyártson, de az észak svédországi gyárban minden egyes gyártósort külön megrendelések kiszolgálására állítanak be.

Akkucellák

A Northvolt elsősorban a nagyobb energiasűrűségű NMC kémiájú cellákat gyárt, és ez teszi ki a kísérleteik nagyobb részét is, de amikor egyéb technológiák – mint a száraz elektróda, a lítium-vasfoszfát vagy nátriumion – iránt érdeklődtünk, akkor sejtelmesen csak annyit mondtak, hogy ebben a laborban mindennel kísérleteznek. Az anód és katódanyagok egyedi legyártására is fel vannak készülve, de van saját szeparátorgyártásuk is. Az iparágban elterjedt mindhárom cellaformátum legyártására képesek, de a tesztelés alatt álló hengeres cellák méretét nem árulták el. A nekünk megmutatott gyártósoron ottjártunkkor prizmatikus cellák készültek. A jelly roll néven ismert anód-katód párokat tartalmazó stócot hasonló módon gyártják, mint ahogy azt a tasakos cellák esetén az SK teszi Komáromban, de az elkészült cella nem egy puha tasakba, hanem kemény tokozásba kerül. A gyártási folyamatban lényeges különbség, hogy a formázás és öregítés fázisában a cellából távozó gázokat nem a tokozáson belül egy extra „zsebben” gyűjtik, hanem a prizmatikus cellákon lévő szelepen keresztül engedik távozni. A veszélyes anyagokkal teli gáz természetesen sem a gyár, sem pedig a környezet levegőjét nem szennyezi, mivel azt a folyamat során a kamrából elszívják és ártalmatlanítják.

Az NMP, mint oldószer természetesen itt is megjelenik, de a folyosón kihelyezett információs tábla szerint a szárítás során kinyert nedvességből ennek a 99%-át visszanyerik. A nedvesen felhordott anód és katódanyagot a Northvolt is nagy energiaigényű kemencékben szárítja rá az alumínium és rézfóliára. A slurry-ként ismert elektródabevonat kikeverése mellett ez a folyamat legenergiaigényesebb része, és az NMP visszanyerés után keletkező gőz jelentős részét is igyekeznek házon belül tartani, hogy spóroljanak a vízzel.

A cellák élettartamát, tartósságát és különböző behatásoknak való ellenállóképességét is helyszínen, egy másik épületben tesztelik. Itt kontrollált körülmények között tudják évek vagy évtizedek illetve rengeteg töltési és kisütési ciklus hatását szimulálni. A cella akkor mehet csak gyártásba, ha mindenben megfelel az ügyfél elvárásainak.

Bár a gyárban különösen tiszta helyiségekbe nem mentünk – a folyamatokat többnyire üvegfalon túlról nézhettük csak meg -, a folyosókon nyoma sem volt a padló síkosságának, amit Komáromban az SK akkugyárban tapasztaltam, és amit állítólag a grafitpor okoz. Ennek ellenére minden ajtónál ugyanúgy ott voltak a cipő talpáról minden koszt leszedő ragacsos szőnyegek is, de erre a látogatói területre is csak ott kapott cipőkben léphettünk be.

A Northvolt elsőként az európai akkugyártók közül igyekszik a lehető legnagyobb mértékben házon belülre hozni a gyártási selejt és az elhasznált akkumulátorok újrahasznosítását, feldolgozását. A labor szomszédjában működő üzembe idő hiányában ugyan nem jutottunk be, de a prezentáció szerint ott elsősorban a gyártási selejt feldolgozásán keresztül finomítják az eljárást. A folyamat során a hibás vagy öreg akkucellákból 90-95%-ban újrahasznosítható, tiszta alapanyagokat tudnak előállítani  Bár elméletben lehetőség lenne régi telefonok és számítógépek akkujának feldolgozására is, a megfelelő mennyiségű nyersanyag begyűjtése még Svédországban sem megoldott. Helyette – egyelőre kísérleti jelleggel – Németországból szereznek be BMW i3-asokból kiszerelt régi akkupakkokkal. A Northvolt rendkívül ambiciózus célja az, hogy 2030-ra az akkugyártásához szükséges értékes alapanyagok 50%-át régi akkumulátorokból nyerjék. Éppen emiatt nem is igazán rajonganak a régi akkumulátorok energiatárolóként való használatáért, hiszen azok jellemzően még rengeteg kobaltot tartalmaztak, amiből feldolgozás után kétszer-háromszor annyi új akkumulátort is elő lehet állítani. A rossz akkumulátorokért a cégnek egyébként fizetnek, de ennek ellenére ma még mindig olcsóbb bányából venni a nyersanyagokat. Ez azonban a fejlesztések és az újrahasznosítás felfuttatása után várakozásaik szerint meg fog változni.

Az akkugyártás környezeti lábnyoma egyrészt a nyersanyagok bányászatához, másrészt a gyártási folyamathoz kötődik. A Northvolt egyelőre a második részre talált megoldást Svédország északi részén, ahol a bőségesen elérhető vízenergiának köszönhetően jelentősen le tudják csökkenteni az energiaigényes gyártási folyamat károsanyagkibocsátását. A vízerőművek a felesleges energia egy részét a Európába exportálták, de a megnövekedett zöldenergia termelés növekedése mellett az átviteli hálózat már nem mindig képes megbirkózni ezzel a feladattal, így szerencsésebb az akkugyártáshoz hasonló tevékenységekkel elhasználni. Ezzel párhuzamosan keresik arra is a lehetőséget, hogy a bányászat és nyersanyag-feldolgozás során is a lehető legzöldebb megoldásokat használják a partnereik, de a kibocsátás csökkenését fogja előidézni az újrafeldolgozásból nyert nyersanyagok arányának növekedése is.

A zöldítés nem csak a gyártási folyamatban, de a munkavállalói parkolóban is tetten érhető. A gyárépület melletti parkoló három sorából egy mellett végig AC töltők álltak, így a tölthető hibrid és tisztán elektromos autókkal közlekedő munkavállalók munkaidő alatt akkor is fel tudják tölteni az autóikat, ha netán otthon erre nem lenne lehetőségük.

A Scaniaval közösen a nehéz tehergépjárművekhez fejlesztett akkuella.

A Northvolt Ett akkugyárban már megkezdődött a Scania teherautókba szánt, a Scaniaval közösen fejlesztett, 1,5 millió km-es akkucellák sorozatgyártásának felfuttatása. A kellő mennyiségű cella rendelkezésre áll ahhoz, hogy meginduljon az akkupakkok összeszerelése a Scania Södertälje-ben lévő központi üzemében. A gyárindulásról szintén a helyszínről az alábbi cikkünkben számoltunk be.

Megmutatjuk a Scania frissen átadott új akkugyárát

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.