Ít phế liệu hơn cho quá trình chuyển đổi năng lượng

Jonas Witt | Nhà phát minh của năm của Siemens | Người mới

Một cái nhìn về sản xuất pin

A man in a black shirt leans over a laptop with

Pin lithium-ion có cực âm nhôm (- cực) và cực dương đồng (+ cực). Trong quá trình sản xuất, các lớp mỏng của vật liệu hoạt động - ví dụ lithium coban oxit hoặc lithium sắt photphat - được áp dụng cho các dải đồng dài hoặc lá nhôm. Các dải điện cực dài này được cắt thành các đoạn nhỏ, kết hợp và quấn xung quanh hoặc xếp chồng lên nhau thành các tế bào pin riêng lẻ. “Lớp phủ của lá kim loại là một bước quá trình quan trọng. Jonas nói, các lớp hoạt động cần có độ dày đồng đều trên toàn bộ chiều rộng của giấy bạc. “Lỗi ở đây là nguyên nhân chính của các tế bào pin xấu. Hai phát minh đang được công nhận đang giúp chúng tôi hiểu rõ hơn và cải thiện bước sản xuất này.”

Một mô hình như dấu vân tay

Nguyên nhân của lỗi càng có thể được truy tìm chính xác thì việc phát triển các giải pháp càng dễ dàng - và nguyên tắc này cũng áp dụng cho sản xuất pin. Jonas và nhóm của ông đã tìm cách thiết lập liên kết giữa một pin cụ thể và các phần của dải đồng/nhôm mà chúng được sản xuất. “Trước đây, dữ liệu sản xuất được gán cho các dải vật liệu dài”, Jonas giải thích. “Quy trình mới của chúng tôi chính xác hơn và không xâm lấn. Chúng tôi đã phát hiện ra rằng mô hình bề mặt của vật liệu là duy nhất đối với các phân đoạn lớp phủ riêng lẻ, tương tự như dấu vân tay. Bất kỳ sự khác biệt nào trong mô hình của các phân đoạn khác nhau đều rõ ràng đến mức đối với một pin cụ thể, sau đó chúng ta có thể theo dõi các phân đoạn lá chính xác mà chúng được sản xuất, thời điểm chúng được sản xuất và cài đặt đã được sử dụng. Với kiến thức này, chúng tôi không chỉ làm cho các dấu hiệu cũ trở nên lỗi thời, chúng tôi còn có thể phân tích khi nào và tại sao rất nhiều hoặc rất ít chất thải được tạo ra chính xác hơn bao giờ hết.

Hands use scissors to cut a dark, flexible material with a red laser line on it, for battery component fabrication.

Học hỏi từ các chuyên gia

A man with a serious expression is standing in front of a white wall, wearing a black shirt and a black jacket.

Việc hiệu chuẩn chính xác các máy sản xuất là một yếu tố quan trọng. “Người vận hành máy nói chung phải trải qua vài tháng đào tạo để phát triển cảm giác thích hợp để thiết lập tối ưu các thông số quy trình”, Jonas nói. “Một lượng lớn phế liệu thường được sản xuất bởi vì chúng đã bỏ qua một cái gì đó.” Đó là lý do tại sao Jonas và nhóm của ông đã đào tạo một mô hình AI với hành vi kiểm tra của một người vận hành máy có tay nghề cao để phát triển một hệ thống cung cấp các khuyến nghị cho cấu hình tối ưu trong quá trình vận hành liên tục. Jonas khẳng định: “Dựa trên dữ liệu hoạt động, một mô hình AI được đào tạo tốt sẽ nhanh hơn nhiều trong việc nhận ra khi chúng ta lệch quá xa so với mức tối ưu. “Mục tiêu của chúng tôi trong tương lai gần là có thể kiểm soát quá trình sơn hoàn toàn tự động để chúng tôi có thể giảm tỷ lệ phế liệu cho pin khoảng 10%. Chúng tôi đã có giấy phép thương mại.”