Finalizado el proyecto "InForm" sobre una producción de baterías más eficiente
Según el anuncio de la Cátedra de Ingeniería de Producción de Componentes de E-Movilidad (PEM) de la Universidad RWTH de Aquisgrán, estos procesos también deberían contribuir a facilitar el desarrollo de pilas a medida. Si las propiedades pueden optimizarse antes en el proceso de desarrollo, éste y la producción serán más fáciles.
Los socios del proyecto utilizaron la IA y la modelización fisicoquímica para intervenir específicamente en el paso de conformado "para lograr efectos positivos a largo plazo y garantizar un proceso seguro". Según la cátedra, el tiempo de proceso se redujo inicialmente en torno a un 50% utilizando un protocolo de conformado por impulsos y después en otro 20% con la ayuda de la IA: "Esto ha demostrado que es posible conformar pilas a medida con tiempos de proceso más cortos, por ejemplo con vistas a mejorar las propiedades eléctricas o la vida útil, y desarrollar procedimientos basados en las necesidades con mayor rapidez".
El conformado es el paso final de la producción de una célula de batería, durante el cual la célula ensamblada se carga por primera vez. Es entonces cuando se forma la capa de interfase electrolítica sólida (SEI) en los electrodos, que es crucial para las posteriores características de rendimiento de la célula, por lo que el conformado es extremadamente importante para factores como la seguridad, la longevidad y el rendimiento.
Los investigadores utilizaron la espectroscopia de impedancia electroquímica para observar la resistencia de la SEI durante su formación. "Esto nos permite sacar conclusiones sobre la correcta formación de la SEI y el consumo de litio resultante, un criterio de calidad tanto para la capacidad de descarga tras la formación como para el comportamiento a largo plazo", afirma el director del proyecto en PEM, Tobias Robben: "En lugar de poder evaluar el éxito de la producción sólo con la prueba de final de línea, podemos determinar la calidad de la pila de antemano sin interrumpir el proceso." De este modo, los rechazos pueden producirse mucho antes en el proceso, lo que ahorra un tiempo y unos costes considerables.
"Con la ayuda de la digitalización y la inteligencia artificial, se puede acelerar la producción de baterías de iones de litio, disminuyendo los costes del proceso y aumentando la calidad", afirma el director del PEM, el profesor Achim Kampker. "Poder fabricar baterías individualmente y con una evaluación de calidad automatizada va a ser un factor clave para una producción de baterías competitiva".
El proyecto era un proyecto de acompañamiento del grupo de competencias "Producción inteligente de células de batería" (InZePro) financiado por el gobierno alemán. Entre los socios de la Cátedra RWTH de PEM se encontraban el Instituto Helmholtz Ulm (HIU) de Almacenamiento Electroquímico de Energía del Instituto Tecnológico de Karlsruhe, el Centro de Investigación de Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg (ZSW) y el Instituto de Tecnología de Alta Tensión y Sistemas Energéticos (elenia) de la TU Braunschweig.
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