Kevesebb hulladék az energiaátálláshoz

Jonas Witt | Az év Siemens feltalálói | Újonc

Egy pillantás az akkumulátorgyártásra

Egy fekete ingben lévő férfi egy „Battery Accelerator” matricákkal ellátott laptop fölé hajlik, míg két másik férfi a háttérben egy táblára ír.

A lítium-ion akkumulátorok alumínium katódtal (- pólus) és rézanódtal (+ pólus) rendelkeznek. A gyártás során vékony réz- vagy alumíniumfóliacsíkokra - például lítium-kobalt-oxid vagy lítium-vas-foszfát - vékony réz- vagy alumíniumfóliacsíkokra alkalmazzák Ezeket a hosszú elektródacsíkokat kis szegmensekre vágják, kombinálják, és feltekercselik vagy egymásra rakják az egyes akkumulátorcellákra. „A fémfóliák bevonása kritikus folyamat lépése. Az aktív rétegeknek egyenletes vastagságúnak kell lenniük a fólia teljes szélességében” - mondja Jonas. „A hibák itt a rossz akkumulátorcellák fő okai. A két elismert találmány segít jobban megérteni és javítani ezt a termelési lépést.”

Olyan minta, mint egy ujjlenyomat

Minél pontosabban nyomon követhető a hiba oka, annál könnyebb megoldásokat fejleszteni — és ez az elv érvényes az akkumulátorgyártásra is. Jonas és csapata kereste a kapcsolatot egy adott akkumulátorcella és a réz/alumínium fóliacsíkok szakaszai között, amelyekből előállították őket. „A múltban a termelési adatokat hosszú anyagcsíkokhoz rendelték” - magyarázza Jonas. „Új eljárásunk pontosabb és nem invazív. Felfedeztük, hogy az anyag felületi mintázata egyedi bevonatszegmenseknél, hasonlóan az ujjlenyomathoz. A különböző szegmensek mintázatában mutatkozó különbségek annyira egyértelműek, hogy egy adott akkumulátorcella esetében később nyomon követhetjük a pontos fóliasegmenseket, amelyekből gyártották őket, mikor készültek, és milyen beállításokat alkalmaztak. Ezzel a tudással nemcsak a régi jelöléseket elavulttá tettük, hanem azt is, hogy pontosabban elemezzük, mikor és miért keletkezett ennyire kevés hulladék, mint valaha.”

A kezek ollóval vágnak egy sötét, rugalmas anyagot, amelyen piros lézervonal található, az akkumulátor alkatrészek gyártásához.

Tanulás a szakértőktől

Egy komoly kifejezésű férfi áll egy fehér fal előtt, fekete inget és fekete kabátot visel.

A gyártógépek pontos kalibrálása kulcsfontosságú tényező. „A gépkezelőknek általában több hónapos képzésen kell részt venniük ahhoz, hogy megfelelő érzést alakítsanak ki a folyamatparaméterek optimális beállításához” - mondja Jonas. „Gyakran nagy mennyiségű hulladékot termelnek, mert figyelmen kívül hagytak valamit.” Éppen ezért Jonas és csapata egy magasan képzett gépkezelő ellenőrzési magatartásával készített AI-modellt annak érdekében, hogy olyan rendszert dolgozzanak ki, amely ajánlásokat ad az optimális konfigurációhoz a folyamatban lévő működés során. „A működési adatok alapján egy jól képzett AI modell sokkal gyorsabban felismeri, ha túl messze térünk el az optimumtól” - állítja Jonas. „A közeljövőben az a célunk, hogy a bevonási folyamatot teljesen automatikusan tudjuk irányítani, így körülbelül tíz százalékkal csökkenthetjük az akkumulátorcellák hulladékmennyiségét. Már megszereztük a kereskedelmi engedélyeket.”