Det EU-finansierte prosjektet IntelLiGent har som mål å utvikle innovative og bærekraftige høyspennings litium-ion-celler for neste generasjons elbilbatterier. Produksjon av batterielektroder er en av hovedutfordringene ved oppskalering av battericelleproduksjon, og er kritisk for at europeisk industri skal kunne bli selvforsynt med batterier.
I batterier er elektrodene tynne lag som i IntelLiGent-prosjektet består av Litium Nikkel Manganoksid (LNMO)-katoder og Silisium-Grafitt anoder. I sitt nylige arbeid i prosjektet har SINTEFs batteriteknologigruppe nå skalert opp produksjonen av disse elektrodelagene til ruller på over 100 meter med dobbeltsidig elektrodebelegg som har en tykkelse med nøyaktighet på mikrometernivå.
Begge elektrodene ble produsert uten bruk av det helsefarlige løsemiddelet NMP. I stedet har vannbaserte bindemidler blitt brukt for å fremstille elektrodene på en mer bærekraftig måte. Elektroderullene kommer videre til å bli kuttet opp i mindre elektroder, før de vil bli satt sammen til multilags poseceller for elektrokjemisk testing.
– Dette er en stor prestasjon for gruppen vår, utført ved SINTEF Battery Lab, som er en del av NABLA-infrastrukturen her i Norge. Det er et av de første europeiske eksemplene på oppskalering av vannbasert LNMO-katode med høy materialmengde, og også en av de første oppskalerte elektrodeproduksjonene i Norge. Forhåpentligvis kan dette bli en etterlengtet gnist for norsk batteriforskning til å bevege seg mot industriell celleproduksjon lokalt, sier prosjektkoordinator og seniorforsker ved SINTEF, Nils Peter Wagner.
Arbeidet er gjennomført i samarbeid med partnere i IntelLiGent-prosjektet: Topsoe har levert LNMO-materialet til katodene, og Vianode har levert Si-Gr-anodematerialet. Polymergruppen i SINTEF Industri har bidratt med nye bindemiddelløsninger for begge elektrodeblandingene, og AIT har bistått med oppskaleringen av de ulike elektrokjemiske sammensetningene. Millor skal deretter sette sammen en batterimodul basert på cellene som er laget av disse elektrodene. Dette vil demonstrere celleteknologien på et høyt teknologisk modenhetsnivå (TRL), og være et viktig steg mot å vise potensialet til LNMO||Si-Gr-cellekjemien.
– Oppskalering av batterielektroder er ikke trivielt, og spesielt vannbasert prosessering av tykke elektroder er svært utfordrende. Dette er en viktig milepæl for prosjektet, ettersom kvaliteten på elektrodene direkte påvirker kvaliteten på battericellene som skal settes sammen i løpet av de kommende månedene, sier Nils Peter Wagner.
