پایلوت صنعتی‌سازی برای اعتبارسنجی فرآیند در مقیاس بزرگ باتری های لیتیوم یونی در دانمارک

6 فوریه 2024

افتتاح آزمایشی جدید صنعتی سازی مواد LNMO در مقیاس بزرگ در Frederikssund، دانمارک، در فوریه، نقطه عطف قابل توجهی برای Topsoe بود، و این تنها آغاز است.

پایلوت صنعتی سازی تولید مواد LNMO Topsoe راه اندازی شده است. این پیشرفت هیجان انگیز در توسعه باتری های لیتیوم یونی است که برای آینده سبز ما بسیار حیاتی است، زیرا Topsoe متعهد به تولید محصولات با کیفیت بالا و کارآمد است که نه تنها نیازهای مشتری را برآورده می کند، بلکه از آن فراتر می رود.

جاناتان هاجبرگ، مدیر تحقیق و توسعه باتری‌ها، با وجود یک توافق‌نامه تامین، به درستی به آینده خوش‌بین است و تجاری‌سازی آن در فاصله کمی است. Jonathan Højberg در مورد این پروژه، اهمیت آن در این بخش، و تعهد Topsoe به تعالی توضیح می دهد.

محرک های اصلی پروژه و نتیجه مورد انتظار چه بوده است؟

Topsoe ماده فعال کاتد LNMO را برای باتری های Li-ion در ده سال گذشته توسعه داده است. به طور خاص، ما موادی با خلوص فاز بالا و مورفولوژی برتر ایجاد کرده‌ایم که پردازش آسان و چگالی انرژی الکترود بالا را ممکن می‌سازد. به موازات آن، ما روی افزایش فرآیند تولید به مقیاس صنعتی کار کرده ایم. پایلوت صنعتی سازی با ظرفیت طراحی 200 تن در سال در فوریه 2024 افتتاح شد و نقطه عطف مهمی در استراتژی ما برای ارائه به بازار است.

اگرچه مقیاس بندی تولید مواد یک صلاحیت اصلی در Topsoe است، در مراحل اولیه، ما نیاز به نشان دادن تولید در مقیاس را به دو دلیل اصلی شناسایی کردیم. اول، ما را قادر می سازد تا تقاضای فزاینده برنامه های صلاحیت مشتری را برآورده کنیم. دوم، ما می توانیم تجهیزات کلیدی را آزمایش کنیم و طراحی تولید در مقیاس کامل آینده را به خوبی تنظیم کنیم.

مزایای Topsoe در LNMO در مقایسه با سایر مواد فعال کاتد چیست؟

LNMO یک ماده چند منظوره و الکترود فعال است که برای هزینه کم و انرژی بالا بهینه شده است و در باتری های وسایل نقلیه الکتریکی (EV) قرار می گیرد. این برای برنامه های کاربردی که نیاز به شارژ یا تخلیه سریع دارند مناسب است. باتری‌های مبتنی بر مواد LNMO ما در سطح جهانی کاملاً رقابتی خواهند بود و به ایجاد زنجیره ارزش باتری در اروپا کمک می‌کنند. ما ترکیب فعلی بلوغ فناوری و رشد در بخش‌های بازار مربوطه را به‌عنوان محرک قابل توجهی از علاقه به LNMO می‌بینیم.

هدف پایلوت صنعتی‌سازی چه پیشرفت‌ها یا بهینه‌سازی‌هایی است؟

پایلوت صنعتی‌سازی چند ویژگی دارد که می‌خواهم آن‌ها را برجسته کنم. اول اینکه از نظر انعطاف پذیری در استفاده از مواد اولیه مختلف منحصر به فرد است. این برای اطمینان از اینکه ما تولید در مقیاس کامل خود را بر اساس ترکیب بهینه مخارج سرمایه ای (CapEx) و هزینه های عملیاتی (OpEx) قرار می دهیم، کلیدی است. دوم، ما فرآیندهای استاندارد صنعتی را با چندین فرآیند Topsoe ترکیب کرده‌ایم که به ما امکان می‌دهد پتانسیل کامل فناوری LNMO را باز کنیم. سوم، تمام فرآیندها برای فعال کردن تولید LNMO با انتشار CO2 کم، الکتریکی می شوند.یک تحویل کلیدی در سال اول بهره برداری، تأیید اعتبار با تأیید این است که ظرفیت تولید، کیفیت محصول و تنوع محصول طبق برنامه ریزی و طراحی است. علاوه بر این، از انعطاف‌پذیری پایلوت برای اعتبارسنجی مواد خام و فرآیندهایی که طراحی تولید در مقیاس کامل را هدایت می‌کنند، استفاده خواهد شد.

مواد فعال کاتد LNMO چه معیارهای کلیدی عملکردی را باید رعایت کند، و چگونه پایلوت در برآوردن این معیارها کمک خواهد کرد؟

ماده فعال کاتد LNMO باید مجموعه ای از پارامترهای طراحی مانند مورفولوژی و سطوح ناخالصی را برآورده کند. کارخانه صنعتی سازی برای اطمینان از تنوع کم در کیفیت محصول طراحی شده است و تایید این توانایی در اولویت خواهد بود.

چه معیارهای کیفی در پایلوت صنعتی‌سازی وجود دارد و چگونه با رویکرد Topsoe همسو می‌شوند؟

برای اطمینان از استانداردهای با کیفیت بالا، ما از یک سیستم مدیریتی پیروی می کنیم که الزامات سختگیرانه ISO 9001:2015 را برآورده می کند. این سیستم تضمین می کند که ما نیازهای فنی و تجاری مشتری را به طور کامل درک کرده و رضایت مشتری را به طور منظم ارزیابی می کنیم.

تعهد ما به کیفیت عمیقاً در مأموریت شرکت ما در Topsoe نهفته است، «به شیمی کامل برای جهانی بهتر». ما در پیگیری بهبود مستمر، بهینه‌سازی فرآیندها برای افزایش ایمنی، کیفیت، بهره‌وری، به موقع بودن و مقرون‌به‌صرفه بودن ثابت قدم هستیم. این اولویت ها در قلب پایلوت صنعتی سازی از اولین مراحل بوده است.

نوآوری در قلب رویکرد ما قرار دارد: هدف ما ارائه راه‌حل‌هایی در باتری‌هایی است که نیازهای مشتریان ما را برآورده می‌کند و از آن فراتر می‌رود. فرآیندهای تولید ما به گونه ای طراحی شده اند که کارآمد و ایمن باشد و همیشه با تمام الزامات نظارتی مطابقت داشته باشد.

چگونه از داده ها و بینش جمع آوری شده از آزمایشی برای بهبود بیشتر فرآیند تولید مواد فعال کاتد LNMO استفاده می شود؟

آزمایش کامل فرآیندها و مواد خام کلیدی برای اطمینان از این است که ما انجام می دهیم تا تولید در مقیاس کامل خود را با ترکیبی بهینه از CapEx، OpEx و کیفیت ثبت کنیم. ما باید کیفیت مورد نیاز را بدون مهندسی بیش از حد ارائه دهیم. این تضمین می کند که رقابتی باقی بمانیم و نیازهای مشتری را برآورده کنیم.

طرح عرضه تجاری از اینجا چگونه به نظر می رسد؟

ما در حال حاضر فراتر از پایلوت صنعتی‌سازی خود نگاه می‌کنیم و یک طرح مفهومی را برای یک مرکز تولید در مقیاس بزرگ در آینده نهایی کرده‌ایم که گامی هیجان‌انگیز به جلو است. به محض اینکه مواد را با موفقیت نشان داده و تجاری سازی کردیم، از آموخته ها برای تنظیم دقیق طرح استفاده خواهیم کرد.

نقطه عطف مهم در این سفر امضای قرارداد تامین با Morrow Batteries مستقر در نروژ بود. این توافقنامه به Morrow امکان می‌دهد تا مواد شیمیایی سلول باتری را بر اساس مواد LNMO نوآورانه ما با مسیری به سمت صنعتی شدن توسعه دهد.

ما به دنبال همکاری‌ها و مشارکت‌های قوی و کاوش در مسیرهای جدید بالقوه در کل زنجیره ارزش برای سال‌های آتی هستیم. ما با شرکای خود کار خواهیم کرد تا مواد خام تولید شده پایدار، اجزای سلول باتری بهتر و سلول های با عملکرد بالا را تضمین کنیم. ما این همکاری را پیش‌نیاز موفقیت می‌دانیم که به ما امکان می‌دهد بازیگر مهمی در بازار مواد فعال کاتدی باشیم.