Avansert Silisium-Anode-Produkt med Resirkulering

ASAP-Resirkulering Bedre og billigere Li-ion-batterier gir stadig mindre utslipp i transportsektoren. En av de viktigste forbedringene bransjen venter på, er å erstatte grafitten i batteriet med silisium. Dette vil gi økt energitetthet, lavere pris, og redusert CO2-avtrykk. Cenate er en av få bedrifter som står på terskelen til å ha utviklet det første kommersielle silisiumproduktet. Vi har to produkter under utvikling, en partikkel som er tilpasset delvis innblanding i en grafittanode, og en som er ment som en fullstendig erstatning av grafitten. Den første typen er i omfattende uttesting, forbedring og kvalifisering hos potensielle kunder, den andre mangler fortsatt noen vesentlige forbedringer før den er klar for markedet. For at batterirevolusjonen skal bli mest mulig miljøvennlig, er det viktig at en stor andel av materialene i batteriene også kan resirkuleres, og at produksjonen foregår med lavest mulig energiforbruk og utslipp. Spesielt i EU er det et krav at man skal øke andelen resirkulerbart materiale. I ASAP-Resirkulering, ønsker Cenate å starte ‘Avansert Silisium Anode Produksjon’ – ‘As Soon As Possible’. Batterier dør ofte fordi elektrolytten degraderes, så transporten av litium stopper opp. Dersom batterimaterialene ellers er uskadet, kan de i prinsippet vaskes, og så gå tilbake til et nytt liv i et nytt batteri. Men silisiumpartikler overlever normalt ikke ‘uskadet’. De sprekker, og overflaten kan oksyderes eller etses. Ved å gi partiklene bedre beskyttelse, håper vi å både forlenge levetiden, og å komme et vesentlig skritt nærmere et gjenbrukbart materiale. I ASAP-Resirkulering vil Dynatec bidra med utstyrsutvikling og driftsstøtte. SINTEF og IFE bidrar med avansert karakterisering av materialer og batteritesting. Norner vil bidra med polymerkarakterisering og mer miljøvennlige prosesser for å beskytte materialene, mens NTNU og Hydro vil bidra med kompetanse om resirkulering, og om hvordan materialer kan separeres i resirkuleringsprosessen.

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!