Avansert Silisium-Anode-Produkt med Resirkulering

ASAP-Recycling Better and cheaper Li-ion batteries continuously reduce transport related CO2 emissions. One of the next improvements is expected to be a replacement of graphite anodes with silicon. This would increase energy density, and reduce cost and production related emissions. Cenate is one of the companies about to break into the market with its first silicon anode products. We are developing two products, one which is being developed to become a partial graphite replacement, and one targeting to become suitable for nearly complete replacement. The first type is currently undergoing improvements and qualification at potential customers, while the other is still in need of larger improvements. In order for batteries to achieve a minimal environmental footprint, as large fractions as possible of the battery should be possible to recycle, and the production process should minimize energy consumption and emissions. In the ASAP-Recycling project, Cenate wishes to start ‘Advanced Silicon Anode Production’ – ‘As Soon As Possible’. Batteries often die because the electrolyte is degraded, and lithium transport stops. If the battery materials are otherwise unharmed, they can then in principle be washed, and be put back into a new battery. But silicon particles normally do not survive ‘unharmed’. They tend to fracture, and the surfaces may be etched or oxidized. By giving the particles better surface protection, we aim to both increase the battery lifetime, and coming nearer to retain the particles in a recyclable state. In the ASAP-Recycling project, Dynatec will contribute with equipment development and operational support. SINTEF and IFE will contribute with advanced characterization and battery testing. Norner will support with polymer characterization and environmentally friendly processes, while Hydro and NTNU will support with their battery recycling and material separation competence.

ASAP-Resirkulering er et prosjekt som vil bidra til raskest mulig fremdrift mot et mål om resirkulerbare, silisiumbaserte anodematerialer for Li-ion-batterier. Cenate har i dag et første produkt som er nær kvalifisering for kommersiell produksjon, og selskapet arbeider for å starte bygging av sin første fabrikk i 2025, med 10.000 tonn kapasitet fra 2028. Dette vil innebære millioner av tonn batterier som inneholder Cenates materialer de kommende årene. Ideelt sett bør mest mulig av disse batteriene resirkuleres selv om silisium ikke er noen begrenset ressurs. Det er da viktig at silisiumet ikke ødelegger for resirkulering av andre materialer - og at våre materialer også kan resirkuleres. I tillegg har Cenate en langsiktig satsning på en annen produktklasse - Gen II - et porøst materiale med det formål å tillate høyere silisiumandeler i anoden. For både Gen I og Gen II-materialer er det viktig å lage gode overflatebeskyttelser som ikke bare forsinker degraderingen av batterimaterialene, men som opprettholder strukturen i materialene slik at de kan brukes om igjen. Cenate vil derfor forske på nye tilnærminger for å beskytte overflater, og for å kontrollere porøsitet slik at belastningen på overflatene under batterisyklingen minimeres. Cenate har et langvarig forskningssamarbeid med batteriforskere og materialkarakteriseringseksperter på IFE og SINTEF som har bidratt i mye av Cenates forskning og produktuvikling. I tillegg vil vi denne gangen knytte til oss noen nye partnere. Hydro og NTNU har et langt samarbeid innen resirkulering av grafitt, knyttet til HydroVolts resirkuleringsanlegg. Cenate ønsker å lære hvordan våre materialer oppfører seg i slike prosesser, og hvordan produktet må tilpasses for å tillate effektiv separasjon. En annen ny partner er Norner, som vil hjelpe med å etablere løsemiddelfrie produksjonsmetoder. Om målet om resirkulering ikke lykkes, vil en eventuell dobling av levetid for materialene også ha stor verdi!