Manje otpada za energetsku tranziciju

Jonas Vit | Pronalazači godine kompanije Siemens | Novajlija

Pogled na proizvodnju baterija

Muškarac u crnoj košulji naginje se preko laptopa sa nalepnicama „Battery Accelerator“, dok još dva muškarca pišu na beloj tabli u pozadini.

Litijum-jonske baterije imaju aluminijumsku katodu (- pol) i bakarnu anodu (+ pol). Tokom proizvodnje, tanki slojevi aktivnih materijala - npr. litijum kobalt oksid ili litijum gvožđe fosfat - nanose se na duge trake bakarne ili aluminijumske folije. Ove duge trake elektroda se seku na male segmente, kombinuju se i namotavaju ili slažu na pojedinačne ćelije baterije. „Premazivanje metalnih folija je kritičan korak procesa. Aktivni slojevi moraju da budu ujednačene debljine po celoj širini folije „, kaže Jonas. „Greške ovde su glavni uzrok loših ćelija baterije. Dva izuma koja se prepoznaju pomažu nam da bolje razumemo i poboljšamo ovaj proizvodni korak.“

Uzorak poput otiska prsta

Što preciznije može da se prati uzrok greške, lakše je razvijanje rešenja - a ovaj princip važi i za proizvodnju baterija. Jonas i njegov tim tražili su način da uspostave vezu između određene ćelije baterije i delova traka bakarne/aluminijumske folije od kojih su proizvedene. „U prošlosti su podaci o proizvodnji dodeljivani dugim trakama materijala“, objašnjava Jonas. „Naš novi postupak je precizniji i neinvazivniji. Otkrili smo da je površinski uzorak materijala jedinstven za pojedinačne segmente premaza, slično otisku prsta. Sve razlike u obrascima različitih segmenata su toliko jasne da za određenu baterijsku ćeliju naknadno možemo da pratimo tačne segmente folije od kojih je proizvedena, kada je proizvedena i podešavanja koja su korišćena. Sa ovim znanjem, ne samo da smo stare oznake učinili zastarelim, već smo i u stanju da analiziramo kada i zašto je proizvedeno toliko puno ili toliko malo otpada preciznije nego ikad ranije.

Ruke koriste makaze za rezanje tamnog, fleksibilnog materijala sa crvenom laserskom linijom na njemu, za izradu komponenti baterije.

Učenje od stručnjaka

Muškarac sa ozbiljnim izrazom lica stoji ispred belog zida, nosi crnu košulju i crnu jaknu.

Precizna kalibracija proizvodnih mašina je ključni faktor. „Operatori mašina uglavnom moraju da prođu nekoliko meseci obuke kako bi razvili odgovarajući osećaj za optimalno podešavanje parametara procesa“, kaže Jonas. „Često se proizvode velike količine otpada jer su nešto prevideli.“ Zato su Jonas i njegov tim obučili AI model sa inspekcijskim ponašanjem visoko kvalifikovanog operatera mašine kako bi razvili sistem koji daje preporuke za optimalnu konfiguraciju tokom tekućeg rada. „Na osnovu operativnih podataka, dobro obučeni AI model mnogo brže prepoznaje kada odstupamo predaleko od optimuma“, potvrđuje Jonas. „Naš cilj za blisku budućnost je da budemo u mogućnosti da kontrolišemo proces premazivanja u potpunosti automatski kako bismo mogli smanjiti količinu otpada ćelija baterija za oko deset procenata. Već smo dobili komercijalne licence.“