Mindre skrot til energiomstillingen

Jonas Witt | Årets opfindere fra Siemens | Nybegynder

Et kig på batteriproduktion

En mand i en sort skjorte læner sig over en bærbar computer med

Lithium-ion-batterier har en aluminiumskatode (- pol) og en kobberanode (+ pol). Under fremstillingen påføres tynde lag af aktive materialer - fx lithiumkoboltoxid eller lithiumjernphosphat - på lange kobber- eller aluminiumfoliestrimler. Disse lange elektrodestrimler skæres i små segmenter, kombineres og vikles rundt eller stables til individuelle battericeller. „Belægningen af metalfolier er et kritisk procestrin. De aktive lag skal være af ensartet tykkelse over hele foliebredden,“ siger Jonas. „Fejl her er hovedårsagen til dårlige battericeller. De to opfindelser, der bliver anerkendt, hjælper os med bedre at forstå og forbedre dette produktionstrin.“

Et mønster som et fingeraftryk

Jo mere præcist årsagen til en fejl kan spores, jo lettere er det at udvikle løsninger — og dette princip gælder også for batterifremstilling. Jonas og hans team ledte efter en måde at etablere en forbindelse mellem en bestemt battericelle og de sektioner af kobber-/aluminiumsfoliestrimler, hvorfra de blev produceret. „Tidligere blev produktionsdata tildelt lange strimler af materiale,“ forklarer Jonas. “ Vores nye procedure er mere præcis og ikke-invasiv. Vi har opdaget, at materialets overflademønster er unikt for individuelle belægningssegmenter, svarende til et fingeraftryk. Eventuelle forskelle i mønstrene i de forskellige segmenter er så klare, at vi for en bestemt battericelle efterfølgende kan spore de nøjagtige foliesegmenter, hvorfra de blev fremstillet, hvornår de blev fremstillet, og de indstillinger, der blev brugt. Med denne viden har vi ikke kun gjort de gamle markeringer forældede, vi er også i stand til at analysere, hvornår og hvorfor så meget eller så lidt affald blev produceret mere præcist end nogensinde før.“

Hænderne bruger saks til at skære et mørkt, fleksibelt materiale med en rød laserlinje på, til fremstilling af batterikomponenter.

At lære af eksperterne

En mand med et seriøst udtryk står foran en hvid væg, iført en sort skjorte og en sort jakke.

Den præcise kalibrering af produktionsmaskiner er en nøglefaktor. „Maskinoperatører skal generelt gennemgå flere måneders træning for at udvikle en ordentlig fornemmelse for optimal indstilling af procesparametrene,“ siger Jonas. „Store mængder skrot produceres ofte, fordi de har overset noget.“ Derfor har Jonas og hans team uddannet en AI-model med inspektionsadfærd hos en højt kvalificeret maskinoperatør for at udvikle et system, der giver anbefalinger til optimal konfiguration under løbende drift. „Baseret på de operationelle data er en veluddannet AI-model meget hurtigere til at genkende, når vi afviger for langt fra det optimale,“ bekræfter Jonas. „Vores mål i den nærmeste fremtid er at kunne styre belægningsprocessen fuldautomatisk, så vi kan reducere skrotningshastigheden for battericeller med omkring ti procent. Vi har allerede fået kommercielle licenser.“