Volkswagen, nuova tecnologia per produrre celle batteria

Noto come rivestimento a secco, il nuovo processo produttivo farà risparmiare il 30% di energia e il 15% di spazio negli stabilimenti

Il Dry Coating
Un processo innovativo
Rivoluzionare la produzione
Ricarica ed efficienza
Risparmiare energia

Il Gruppo Volkswagen sta pianificando di implementare un processo produttivo completamente inedito nelle Gigafactory europee e del Nord America. Dell’introduzione di questa innovazione si occuperà PowerCo SE – azienda del Gruppo dedicata al business delle batterie, con sede a Salzgitter – e l’obiettivo è incrementare in modo significativo l’efficienza e la sostenibilità della produzione in serie delle celle che costituiscono le batterie. Il nuovo processo in fase di industrializzazione è il cosiddetto rivestimento a secco (Dry Coating) che permette di ridurre di circa il 30% il consumo energetico, come dimostrato dai test interni già svolti insieme al partner Koenig & Bauer AG, costruttore tedesco di macchine per la stampa.

Il Dry Coating

“Tecnologie come il Dry Coating dimostrano le capacità innovative di PowerCo SE. Come Gruppo abbiamo tutto il know-how necessario e i migliori esperti per portare a un nuovo livello la produzione di celle, riducendo i costi in modo significativo a tutto vantaggio dei nostri clienti. Il nostro obiettivo è produrre batterie sostenibili a costi competitivi”, ha dichiarato Thomas Schmall, Membro del Consiglio di Amministrazione del Gruppo Volkswagen con responsabilità per la Tecnologia e Presidente del Consiglio di Sorveglianza di PowerCo SE.

Un processo innovativo

Il Dry Coating consente di produrre elettrodi eliminando le fasi di rivestimento “a umido” e la successiva essiccazione, entrambi processi molto costosi. Con il nuovo procedimento non sono più necessari sia la parte più energivora della produzione di celle, sia l’utilizzo di solventi chimici. Attualmente la nuova tecnologia è in fase di test in una linea pilota all’interno di uno dei laboratori di PowerCo SE nel nord della Germania. Koenig & Bauer, invece, in qualità di azienda specializzata nei processi di stampa sta sviluppando una macchina per la verniciatura a polvere industriale. PowerCo SE stima che con la nuova tecnologia si possano ridurre i consumi energetici del 30% e si possa risparmiare il 15% di spazio all’interno dell’impianto, con un taglio dei costi di produzione pari a centinaia di milioni di euro all’anno.

Rivoluzionare la produzione

“Il rivestimento a secco è una vera e propria rivoluzione per la produzione, così come le celle allo stato solido lo saranno per il prodotto – spiega Frank Blome, CEO di PowerCo SE – Se verrà implementato con successo su larga scala, ci garantirà una posizione unica sul mercato e chiari vantaggi competitivi“. Gli elettrodi (catodo e anodo) sono i componenti fondamentali della cella e ne definiscono sia le prestazioni, sia la densità energetica. Nella produzione industriale di elettrodi attualmente in uso, i materiali che costituiscono la batteria vengono miscelati con additivi e solventi liquidi fino a formare un impasto umido (miscelazione), che successivamente viene applicato come rivestimento su lamine di rame o alluminio (rivestimento). Si passa infine al processo di essiccazione e alla calandratura, ossia all’arrotolamento delle lamine.

Ricarica ed efficienza

Il nuovo procedimento di rivestimento a secco sviluppato da PowerCo SE imita in un certo senso il processo di stampa, permettendo di applicare i materiali di base in polvere direttamente sulla lamina mentre viene arrotolata (o calandrata). Così si eliminano due fasi su quattro del processo di produzione degli elettrodi. Inoltre il fatto che la verniciatura a polvere sia applicata alla lamina in uno strato estremamente fine e uniforme, sottile come un capello, permette una densità energetica eccellente, allungando il ciclo di vita e migliorando la capacità di ricarica rapida della batteria. Quanto alle necessità di spazio all’interno dell’impianto, per ogni blocco di una Gigafactory standard con una capacità produttiva di 20 GWh non sarà più necessario prevedere quattro linee parallele di rivestimento ed essiccazione, che occuperebbero un’area di 7.000 metri quadrati. Di conseguenza la lunghezza esterna dell’impianto può essere ridotta di circa 100 metri.

Risparmiare energia

Per quanto riguarda il risparmio energetico, l’eliminazione dei forni di essiccazione e dei sistemi di aspirazione permettono di risparmiare una quantità di energia che equivale al consumo annuale di 40.000 abitazioni private. Anche i solventi chimici vengono eliminati, con un ulteriore notevole risparmio energetico dovuto all’eliminazione del processo di riciclo che avviene in torri simili a dei silos, posti all’esterno degli impianti. Il termine dello sviluppo della nuova tecnologia di lavorazione insieme a Koenig & Bauer è fissato per il 2024 e per il periodo successivo sono già stati concordati diritti esclusivi, i cui dettagli sono riservati e per i quali sono stati stipulati contratti separati. L’inizio della produzione in serie è previsto per il 2026-2027. “I nostri impianti sono progettati per essere adattati in modo semplice e veloce. Abbiamo già considerato circa trenta innovazioni relative a prodotti e produzione, dunque saremo in grado di implementare nei nostri stabilimenti tutti i processi innovativi rilevanti, non appena saranno disponibili”, ha concluso Sebastian Wolf, Chief Operation Officer di PowerCo.

Fonte: modo.volkswagengroup.it

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