Nilar AB i Gävle utvecklar energilagring med egna patent för elektrodtillverkning – och använder en unik teknik för att återfylla batterier som förbrukat sin livslängd. Nu har också produktionsprocessen fått ett lyft med automatiserad kontrollmätning från Mitutoyo.
Artikel från Aktuell Produktion Nummer 8/2022, Text Gabriella Mellergårdh
Batteritillverkning och energilagring har förmodligen aldrig varit en mer aktuell fråga än just nu. Här på Nilars anläggning i Gävle produceras batteripaket från ax till limpa med egna, patenterade energilösningar baserade på Nilar Hydrid-teknologin.
– Vi är en av få i världen som gör platta batterier, förklarar Petter Ekelund, processutvecklare.
Normalt är battericeller rullade med en pluspol i ena änden och en minuspol i andra änden. De platta batteripaketen bygger på ett eget patent och har många fördelar, menar Petter, där en av dem är minskad värmeutveckling tack vare att pluspol och minuspol täcker hela ytan. Petter liknar battericellerna och Nilars uppbyggnad av batteripaket vid en lasagne där lager läggs på lager:
– Först en negativ elektrod, sedan en separator som består av fiberduk med batterivätska i, och sedan en positiv elektrod. Det ger en battericell på 1,2 volt.
Intelligenta uppkopplade batterier
Battericellerna seriekopplas sedan lager på lager till en modul där 10 battericeller blir en standardenhet på 12 volt. Vidare kan tolv moduler staplas till ett pack motsvarande 144 volt.
– Och fyra sådana tillsammans ger 576 volt, då är du uppe på starkström och kan använda sådana batteripaket för energilagring exempelvis kopplat till solceller för att kunna använda elen på kvällen, eller inom industrin för att kunna köpa billig el på natten och lagra den för senare användning på dagen, förklarar Petter.
Batteripaketen har inbyggd intelligens som visar när batteriet är tomt och hindrar överladdning. Batteripaketen har också en inbyggd övervakning av temperatur och gastryck liksom alla spänningar och strömmar.
– De flesta användare har sitt batteri uppkopplat mot nätet så man kan följa exakt hur batteriet mår, säger Petter.
Återfyller batterier med unik teknik
Idag är de flesta uppladdningsbara batterisystemen på marknaden baserade på litium-jon-kemi medan Nilar har valt en annan väg.
– Den batterikemi vi använder heter nickel-metallhydrid vilket är en säkrare energilagring. Våra batterier innehåller ingen av de reglerade tungmetallerna kvicksilver, kadmium eller bly och designen har utvecklats för att möjliggöra en kostnadseffektiv återvinningsprocess och en hög grad av återanvändbara material, berättar Petter.
– Vi har även utvecklat en patenterad teknik kallad ReOx för att återfylla batterierna när dom har nått sin livslängd och kan därmed användas gång på gång.
Högautomatsierad elektrodproduktion
Den positiva och negativa elektroden i batteriet skapar den elektrokemiska processen och även här har Nilar valt en egen väg med ett eget patent. Ingående metalliska pulver (till den negativa elektroden) och keramiska pulver (till den positiva elektroden) blandas och sprids ut på en non-wowen-duk i ett tunt lager för att sedan valsas under högt tryck som komprimerar pulver och duk till elektrod-ark. Arkens totala tjocklek efter valsning är mindre än 1 mm. Därefter stansas elektrod-arken till elektrodplattor i vald form. Allt sker i högautomatiserade produktionslinjer.
– I snitt producerar en maskin en elektrod var 12:e sekund. Varje elektrod vägs eftersom du beroende på den exakta mängden pulver får olika energiinnehåll, berättar Petter.
Automatiserad kontrollmätning med repeterbarhet
Toleranserna är avgörande för att det slutliga batteriet ska ha rätt prestanda. En elektrods standardstorlek motsvarar cirka 100×300 mm och avvikelsen i standardvikt får vara +/- 0,2 gram. Toleranskraven på elektrodernas tjocklek är också avgörande, och det är här som investeringen i ny mätutrustning kommer in i bilden. Var 40:e elektrod sorteras ut av roboten för kontrollmätning där toleransen motsvarar +/- 0,02 mm. Upptäcker man avvikelser så justeras valsen.
– Men vi har märkt att vi har en jämnare och bättre produktionskvalitet än vi trodde, säger Petter nöjt.
Tidigare gjordes mätningen manuellt med hjälp av mätklocka.
– Och det var otroligt krävande och personberoende. Den som skulle mäta måste vara otroligt noggrann och väldigt försiktig, och det var svårt att få repeterbarhet i mätningarna, säger Petter.
”Vi är inte längre personberoende”
Investeringen i en CNC-styrd vision-mätmaskin från Mitutoyo, Quick Vision Apex Pro, har gett en helt annan repeterbarhet i mätningarna, konstaterar Petter. Elektroden placeras på en vacuumplatta och sedan registrerar en optisk avståndsmätare den faktiska tjockleken.
– Det vi framför allt ser som den stora fördelen är att vi inte längre är personberoende. Alla kan göra de här mätningarna och vi får ett repeterbart och snabbt resultat. En annan värdefull vinst är att alla mätdata lagras och förs över i en databas så att vi kan följa produktionen och göra analyser av hur produktionen utvecklas, säger Petter.
Även resultaten från viktkontrollen sparas vilket gör att Nilar kan ha exakt kontroll alla data i varje modul och säkerställa exakt energimängd.
– Det här ger oss spårbarhet hela vägen, säger Petter.
För mer information: Nilar AB, Mitutoyo Scandinavia AB
