Revolučné batérie do elektromobilov sa budú čoskoro vyrábať aj u nás. (Ne)môžu pri výrobe vybuchnúť?

BRATISLAVA  – Keď v roku 1985 Akira Yoshino vyrobil prvý prototyp bezpečnej a do výroby vhodnej lítiovej batérie, určite netušil ako tým zmení svet v 21. storočí. Práve vďaka jeho vynálezu a unikátnym vlastnostiam li-ion batérií sa totiž mohli vyvíjať aj spomínané zariadenia. Perfektné je na tom aj to, že na jeho základoch začalo stavať už aj Slovensko.

Práve vo Voderadoch sa budú v novom R&D centre nielen vyrábať, ale aj vyvíjať, skúmať a neustále zlepšovať revolučné batérie jediné svojho druhu na svete. Ich vývoj je totiž riadený umelou inteligenciou a vyrábané budú na mieru výrobcovi auta, čím sa stávajú jediné svojho druhu na svete. To všetko má na svedomí inovatívna slovenská spoločnosť InoBat Auto. Viac o R&D centre vo Voderadoch a výrobe týchto batérií prezradil vo svojom príspevku aj Stanislav Pecko, projektový manažér spoločnosti InoBat Auto.

Potrebná je aj práca v ultrasuchých priestoroch. Čo to znamená? 

Materiály potrebné na prípravu batérií do elektromobilov sú veľmi citlivé na vlhkosť a pri kontakte s vodou menia svoje vlastnosti tak, že sa stanú znehodnotenými. Príprava zmesí preto musí prebiehať v tých najčistejších a najsuchších priestoroch.

Stanislav Pecko

V novom R&D centre vo Voderadoch používame dokonca tzv. ultra suché priestory. Pri výrobe batérií bude inoBat používať receptúry založené na zmesiach s väčším obsahom niklu pri použití anód na báze silikónu, čo je aktuálne najmodernejším trendom pre dosiahnutie top vlastností li-ion batérií.  Odporúčaná vlhkosť, ideálna pre ľudí, sa pohybuje na úrovni 40-60 %.

Vo Voderadoch je však potrebné udržať ju na úrovni až 0,5 %, čo sa darí realizovať vďaka výkonným priemyselným odvlhčovačov vzduchu. V praxi to znamená, že vlhkosť 0,5 % je v InoBat priestoroch vlastne rosný bod pri -40 °C. Navyše, pri skladaní moderných batériových článkov a plnení batérií elektrolytom sa často vyžaduje suchosť priestorov až na úrovni -60 °C až -70 °C rosného bodu, čo predstavuje vlhkosť na neuveriteľnej úrovni 0,01 %! Každý vstup do takýchto priestorov musí byť preto dôkladne zvážený vzhľadom na dočasné porušenie ultra suchých podmienok – na to všetko je však v InoBate kladený veľký dôraz.

Poznáte princíp ALARA známy z jadrových elektrární? Podobné je to aj v tejto slovenskej spoločnosti. Počet ľudí v týchto priestoroch je limitovaný cez automatizácie výrobných procesov a obmedzením maximálneho času zamestnancov v nich tak, aby bol zamedzený vznik akýchkoľvek rizík.

Využitie toxických látok netoxickým spôsobom

Či sa nám to páči alebo nie, aj vo Voderadoch bude musieť byť využívané aj organické rozpúšťadlo „N-methyl-2-pyrrolidon“ (NMP). Používa sa totiž pri rozpúšťaní spojiva počas vytvárania prášku z niklu, mangánu, kobaltu, lítia, spojiva a uhlíka. Keďže však neexistuje nič, čím by sa dalo NMP nahradiť, používať ho bude musieť aj táto slovenská spoločnosť. V InoBat-e však pristupujú k jeho používaniu s veľkým rešpektom a nekompromisne trvajú na využití tých najmodernejších technológií, vďaka ktorým dokážu nebezpečie pre pracovníkov aj obyvateľov v okolí maximálne limitovať.

SR má prísnejšie limity ako Čína

Povolené limity v SR na vypúšťanie spomínaného NMP do ovzdušia sú na úrovni 1 mg/m³. V InoBat Auto je však cieľom tento limit znížiť ešte viac, preto sa tu využíva technológia jeho zachytávania, tzv. „NMP Recovery System“. Materiál s katódovou zmesou je sušený v elektrických peciach, kde je cieľom dosiahnuť takmer celé vyparenie toxického NMP. Elektródy sú ďalej dosúšané vo vákuových peciach. Všetok vyparený NMP sa zachytí na sérii kondenzačných a koncentračných technologických jednotiek. Výsledok? Podiel NMP vo vypúšťanom vzduchu je vo finále niekoľko stokrát menší ako spomínaný limit na SR a zachytiť dokážeme až 99,99 % NMP. Ten sa bude ďalej zbierať do nádrží, odvezie sa na prepracovanie k distribútorovi, zachytené NMP sa bude ďalej recyklovať a po prečistení opäť využívať.

Smutné je, že niektoré fabriky v Číne vôbec nevyžadujú systémy zachytávania NMP, resp. majú menej prísne limity. Preto je veľmi dôležité, aby výroba batérií do elektromobilov bola čo najviac vykonávaná v mieste spotreby a riadená prísnymi európskymi normami. Docielime tak značne nižší dopad na našu planétu, a to nielen z hľadiska minimalizácie uhlíkovej stopy, ale aj emisií vypúšťaných do ovzdušia.

Názory sú rôzne. Aká je však realita? (NE)MÔŽU BATÉRIE DO ELEKTROMOBILOV VYBUCHNÚŤ?

Určite ste už počuli o tom, že hasiť elektrické auto je kvôli batériám problémové. Určite ste už videli aj video s horiacim elektromobilom. Áno, stať sa to môže. Avšak pravdepodobnosť horiaceho elektromobilu je štatisticky rovnaká ako pri spaľováku. Nemajte však obavy! Vo Voderadoch je protipožiarna ochrana navrhnutá tak, aby k tomu dôjsť nemohlo a riziko bolo minimálne  – je rozdelená na 2 funkčné celky:

• výrobu elektród a zmontovanie článkov až po napustenie elektrolytom
• samotné zrenie a formovanie batérie, počas ktorého sa batérie prvýkrát nabíjajú (tu už nesú batérie svoje charakteristické vlastnosti)

V rámci prvého celku je to jednoduché: klasická protipožiarna ochrana na báze vody špecificky upravená na použitie v ultra suchých priestoroch. Druhý celok je o niečo komplikovanejší. Aj v tomto prípade je základom hasenie na báze vody, ale je riešené systémom, ktorý hasí už priamo problematické batériové články a nie celú miestnosť. Batéria sa pri zrení aj formovaní nabíja, vybíja či zreje v rôznych teplotách. Práve pri týchto procesoch sú jednotlivé články ukladané do tzv. „tácok“ po niekoľkých kusoch. Tie sú následne vkladané do zariadení s automatickým systémom, ktorý riadi ich formovanie a v prípade potreby začne „tácku“ automaticky hasiť. Technológie spoločnosti InoBat Auto tiež dokážu porušené články separovať napr. do slanej vody alebo tzv. bezpečnostného boxu, kde batéria sama bezpečne zhorí. V InoBat Auto bude celý tento proces automatizovaný.

Vlastná sauna pre batérie, výsadba zelene a zaujímavé čísla

Pre tých, ktorých téma zaujala, prináša Stanislav Pecko ešte pár ďalších zaujímavých zákulisných info na záver:

• Batérie v InoBat Auto majú vlastnú saunu! Počas zrenia batérií sa jeden proces vykonáva pri zvýšenej teplote (40-60 °C). Vtedy sú batérie umiestnené do miestnosti, kde sa udržuje stabilná požadovaná teplota, pri ktorej sa batérie „saunujú“ a zrejú niekoľko hodín až dní.
• Uhlíková stopa výroby batérií vyplýva najmä od pôvodu použitej elektrickej energie. Na Slovensku je uhlíková stopa vyrábanej elektrickej energie v priemere 110 gCO₂/kWh. Keď si zoberieme, že na výrobu jedného InoBat batériového článku spotrebujeme cca 35 kWh energie, tak jeho uhlíková stopa je asi 3,8 kg CO₂. Ale poďme ešte ďalej! Ak dáme do elektromobilu s batériou kapacity 50 kWh (dojazd cca 300 km) InoBat batérie vyrobené na Slovensku, tak energia vložená do ich výroby je ekvivalentná uhlíkovej stope zhruba 6000 kilometrom prejdených na benzínovom aute strednej nižšej triedy. A to nie je veľa…
• InoBat Auto pristupuje zodpovedne aj k dizajnu svojich prevádzok, a to pri využití každej voľnej plochy – inštalovaním fotovoltaických panelov, výsadbou zelene, znižovaním betónových plôch či využitím moderných energetických úložísk.
• Všetky interné parkovacie miesta chce mať InoBat Auto osadené nabíjacím stojanom na elektromobily.

„Práca v InoBat-e mi dáva unikátnu možnosť byť pri zrode firmy, ktorej cieľom je priniesť na Slovensko úplne nový typ priemyslu a zmysluplné technologické inovácie. Verím, že spoločné sny o zelenej európskej budúcnosti sa aj vďaka InoBat-u priblížia k realite a raz si tak budeme môcť kúpiť dokonca aj elektromobil s pravými slovenskými baterkami! Do InoBat-u som nastúpil pred viac ako rokom a patrím vôbec k prvým full-time zamestnancom, ktorí mali možnosť definovať prvé detské kroky firmy, ktoré povedú k úspešnému vybudovaniu nielen R&D centra, ale aj prvej slovenskej gigafabriky. A keď vidím tím ľudí, ktorí prišli do firmy v posledných mesiacoch, tak som si istý, že sa nám to aj podarí,“ uzatvára Stanislav Pecko, projektový manažér spoločnosti InoBat Auto.

Ak ste naladení dozvedieť sa ešte viac o podobných zaujímavostiach, tak vám vrelo odporúčame pozrieť si videá pripravené v rámci nového celoročného vzdelávacieho programu BATTERYacademy. Okrem kic-off dielu s Otom Pisoňom tu už 26.2. nájdete aj video s legendou automobilového priemyslu, Andy Palmerom, ktorý bude búrať mýty zo sveta elektromobility. A do konca roka tam pribudnú aj ďalšie zaujímavé videá, ktoré môžete sledovať TU.