BMW ide do elektromobility naplno. Vyrábať i recyklovať bude vlastné batérie

BMW spustilo výrobu svojich vlastných článkov a naplno sa púšťa do prechodu na elektromobilitu. Vďaka vlastným článkom nebude BMW výhradne závislé od výrobcov batérií, navyše si batérie bude vedieť aj recyklovať.

V BMW fabrike CMCC na východe Mníchova si tak bude vedieť automobilka strážiť výrobu, kvalitu, výkon, náklady a ekologické štandardy. Zároveň chce výrazne znížiť uhlíkovú stopu výroby batérií.

BMW CMCC ako etalón inovácií v Nemecku

Nová fabrika CMCC (Kompetenčné centrum pre výrobu batérií) v mestečku Parsdorf sa rozprestiera na ploche až 15 000 m2. Fabrika mala stáť 170 miliónov eur aj s podporou tamojšej vlády, pričom prácu si v nej našlo 80 odborníkov.

CMCC Parsdorf bude fungovať bez fosílnych zdrojov a bude sa spoliehať len na elektrinu vyrábanú pomocou obnoviteľných zdrojov energie, okrem iného z fotovoltaických systémov na streche budovy. Budova je taktiež zásobovaná regeneratívnym teplom vyrábaným pomocou najmodernejších tepelných čerpadiel voda/vzduch.

Úplne nové batérie 4695 a 46120

„Výroba vzoriek batériových článkov v Parsdorfe predstavuje ďalší logický krok v našej stratégii výroby batériových článkov,“ povedal Frank Weber, člen predstavenstva BMW AG zodpovedný za vývoj. „Kompetenčné centrum na výrobu článkov je efektívnym doplnkom nášho existujúceho Kompetenčného centra pre batériové články na severe Mníchova. Vývoj prebieha tam a potom najlepší produkt škálujeme smerom k sériovému procesu v Parsdorfe. Vďaka spolupráci naprieč divíziami sme schopní jedinečným spôsobom prepojiť produkt a proces jeho výroby.“

Zatiaľ ide iba o vzorky 6. generácie batérií BMW, ktoré bude BMW testovať. Od roku 2025 by sme ich mali „vidieť“ v tzv. Neue Klasse elektromobiloch bavorskej automobilky. Monočlánok má rozmery 95 x 46 mm, resp. 120 x 46 mm a veľmi pripomína batériu Tesla 4680, ktorá je len o 15, resp. 40 mm nižšia. Vďaka väčšej hrúbke má poskytnúť viac energie i výkonu za menšie výrobné náklady.

BMW tvrdí, že vďaka novému cylindrickému článku špeciálne určenému pre elektrickú architektúru modelov Neue Klassa, bude možné výrazne predĺžiť dojazd vrcholného modelu, a to až o 30 % (podľa metodiky WLTP).

V porovnaní s článkami 5. generácie batérií BMW bude obsah niklu v cylindrických článkoch BMW 6. generácie na strane katódy vyšší, zatiaľ čo obsah kobaltu bude nižší. Na anódovej strane sa zároveň zväčší obsah kremíka. V dôsledku toho sa objemová hustota energie článku zvýši o viac ako 20 %.

Zároveň narastie napätie až na 800 V. Tým sa okrem iného zlepší nabíjanie, pričom s prúdom až 500 ampérov môžu nové batérie dosahovať oveľa vyšší nabíjací výkon. Vďaka tomu sa zas skráti dĺžka nabíjania. BMW tvrdí, že z 10 na 80 % kapacity batérie až o 30 percent času.

BMW Group sa chce zameriavať aj na čo najnižšiu uhlíkovú stopu a spotrebu zdrojov pri výrobe, a to počnúc už aj dodávateľským reťazcom. Na štandardnú výrobu batériových článkov budú poverení výrobcovia článkov používať druhotný materiál obsahujúci kobalt, lítium a nikel.

Zároveň sa bude pri výrobe batérií používať iba energia z obnoviteľných zdrojov. Vďaka tomu BMW Group zníži uhlíkovú stopu z výroby batériových článkov až o neuveriteľných 60 % v porovnaní so súčasnou generáciou článkov.

Zaujímavé je, že nové články sú vyrobené zo 100% recyklovaného a sekundárneho (batériového) katódového materiálu.

Ako vzniká batériový článok?

Výroba batériových článkov podľa BMW začína u elektród. Základný materiál, ktorý sa skladá napríklad z grafitu pre anódu a oxidov niklu pre katódu, sa spolu so spojivami a rozpúšťadlami dávkuje a mieša v presnom pomere.

Vzniká tým tzv. suspenzia, ktorá sa najskôr nanáša na tenké kovové fólie a potom sa po zaschnutí stlačí. Hovorí sa tomu valcovanie alebo aj kalandrovanie. Je pri ňom vyžadovaná najvyššia úroveň presnosti: fólia má hrúbku len niekoľko mikrometrov, čo znamená, že je tenšia ako vlákna pavučiny, a hrúbka povlaku sa pohybuje aj v rade mikrometrov.

Pri zostavovaní článku sa potiahnuté fólie, označované ako kalandrované elektródy, pomocou separátora zmotajú do takzvaných „želé valčekov“ a vložia sa do puzdra článku. Články sa nakoniec naplnia elektrolytom a potom sa prvýkrát nabijú. Nakoniec sa skontroluje ich funkčnosť a kvalita.

Recyklácia musí byť

Keďže suroviny na výrobu batérií sú veľmi cenné a kvôli nim sú stále elektromobily pomerne drahé, BMW bude v novej fabrike nielen recyklovať staré batérie, ale aj šetriť na vstupoch. Zvyškové materiály z výrobného procesu sa budú v CMCC zhromažďovať, triediť a vracať späť do výrobného cyklu batériových článkov.

Okrem práce na výrobnom procese článkov sa odborníci z BMW Group zameriavajú aj na opätovné využitie materiálov a komponentov z celej batérie po jej prvom použití vo vozidle. Aktuálne dodávatelia článkov pre BMW Group už dodávajú batériové články obsahujúce druhotné suroviny (napr. nikel) z rôznych zdrojov z použitých batérií (vrátane výrobného odpadu). Cieľom BMW Group je totiž opätovné využitie všetkých surovín z recyklovateľných vysokonapäťových batérií.