PowerCo, azienda del Gruppo Volkswagen dedicata al business delle batterie, con sede a Salzgitter (Germania), lavora per industrializzare il processo di rivestimento a secco (il cosiddetto Dry Coating), che consente una riduzione del consumo energetico di circa il 30%; i test interni hanno già dato esito positivo. Insieme a Koenig & Bauer, costruttore tedesco di macchine per la stampa, PowerCo svilupperà ulteriormente e industrializzerà il processo di Dry Coating. PowerCo pianifica l’introduzione di un processo produttivo completamente nuovo nelle proprie gigafactory in Europa e in Nord America.
Thomas Schmall, membro del consiglio di amministrazione del Gruppo Volkswagen con responsabilità per la tecnologia e presidente del consiglio di sorveglianza di PowerCo: «Tecnologie come il Dry Coating dimostrano l’abilità tecnologica di PowerCo. Abbiamo il know-how necessario e gli esperti giusti per portare la produzione di celle a un nuovo livello e offrire ai nostri clienti vantaggi significativi in termini di costi. Il nostro obiettivo è produrre batterie sostenibili a costi competitivi».
Sviluppo del processo di Dry Coating nei laboratori PowerCo
Per raggiungerlo, PowerCo e Koenig & Bauer hanno firmato un accordo di sviluppo congiunto. Insieme metteranno a punto una pressa a rulli per il rivestimento a polvere degli elettrodi su larga scala. La procedura di Dry Coating consente di produrre elettrodi eliminando le fasi di rivestimento ‘a umido’ e successiva essicazione, che comportano costi elevati. Con il nuovo procedimento, la parte più dispendiosa dal punto di vista energetico della produzione di celle e l’utilizzo di solventi chimici non sono più necessari. PowerCo sta già testando e ottimizzando la tecnologia in una linea pilota presso uno dei propri laboratori nel nord della Germania. In qualità di azienda specializzata nei processi di stampa, Koenig & Bauer svilupperà una macchina per la verniciatura a polvere industriale.
Secondo le stime di PowerCo, la nuova tecnologia ha il potenziale per risparmiare circa il 30% di energia e il 15% di spazio all’interno dell’impianto e, quindi, centinaia di milioni di euro in costi di produzione all’anno. Frank Blome, ceo di PowerCo: «Il rivestimento a secco è per la produzione ciò che la cella allo stato solido è per il prodotto – una vera e propria rivoluzione. Se implementato con successo su larga scala, ci garantirà una posizione unica sul mercato e chiari vantaggi competitivi».
Polvere al posto dell’impasto: le caratteristiche del processo di rivestimento a secco
Gli elettrodi (catodo e anodo) sono il fulcro della cella batteria; ne definiscono, tra le altre cose, la densità energetica e le prestazioni. Nella moderna produzione industriale di elettrodi, i materiali che compongono la batteria sono mescolati con additivi e solventi liquidi fino a formare un impasto umido (miscelazione). Successivamente, vengono applicati su lamine di rame o alluminio (rivestimento), quindi ‘asciugati’ (essiccazione) e arrotolati (calandratura). Il procedimento di rivestimento a secco di PowerCo consente di calandrare i materiali di base in polvere direttamente sulla lamina, analogamente a quanto avviene in un processo di stampa. In questo modo si eliminano due delle quattro fasi del processo di produzione degli elettrodi. La verniciatura a polvere è applicata alla lamina in uno strato estremamente fine e uniforme, sottile come un capello. Ciò garantisce un’eccellente densità energetica e un lungo ciclo di vita, migliorando al contempo la capacità di ricarica rapida della batteria.
Una svolta per le batterie green
L’impatto della nuova tecnologia sui requisiti di spazio all’interno dell’impianto è enorme, con un potenziale di riduzione pari al 15%. Per ogni blocco di una gigafactory standard con una capacità produttiva di 20 Gwh non serve prevedere quattro linee parallele di rivestimento ed essiccazione, che occuperebbero un’area di 7.000 metri quadrati. La lunghezza esterna dell’impianto può quindi essere ridotta di circa 100 metri. Non utilizzando più i forni di essiccazione e i sistemi di aspirazione, ad alta intensità energetica, sarà possibile risparmiare l’energia equivalente al consumo annuale di 40.000 abitazioni private. Inoltre si potrà evitare l’uso di solventi chimici, il cui processo di riciclo nei silos esterni agli impianti è molto dispendioso in termini di costi energetici.
