Megnézhettük, hogyan fejleszti a BMW az új akkumulátorcellákat

A München északi részén található Parsdorfban megépített központban szakértők egész sora dolgozik azon, hogy az akkumulátorcella gyártása még gyorsabb, még inkább környezetbarát legyen, mindezt úgy, hogy a termék végeredményben még nagyobb teljesítményt biztosítson. Hiszen mint a mobiltelefonoknál, az elektromos meghajtású autóknál is az a cél, hogy az akkumulátorok a lehető legkisebbek legyenek, csökkentve ezáltal az autó tömegét.

Saját fejlesztés

A mintegy 170 millió eurós beruházással létrehozott, 15 000 négyzetméteres cellagyártási központban 80 alkalmazott dolgozik. A projektet a német szövetségi gazdasági minisztérium és a bajor gazdasági, regionális fejlesztési és energiaügyi minisztérium támogatja. A parsdorfi épület magas környezetvédelmi szabványok szerint épült, s teljes mértékben környezetbarát. A gyártáshoz szükséges energiát egyebek mellett az épület tetején elhelyezett napelemekből szerzik. Az épületet pedig a legkorszerűbb víz-levegő hőszivattyúk által termelt regeneratív hővel is ellátják.

A központ ugyan hatalmas, s gyakorlatilag egy sorozatgyártásra képes gyárra emlékeztet, mégis teljesen más feladata van. Az ott dolgozó szakértők kifejlesztik és előkészítik a sorozatgyártásra azt az akkumulátorcellát, amely pontosan megfelel a BMW Neue Klasse modellcsalád igényeinek, s majd ezt követően a sorozatgyártás szerződtetett partnereire bízzák. Ez az innováció a vállalatcsoport képviselői szerint hozzájárulhat ahhoz, hogy a cellák fejlesztése és gyártása terén Európa, Németország legyen az első számú játékos.

Az újrahasznosítás

Az akkumulátorcella a hálózatról tölthető autók olyan meghatározó tulajdonságaiért felelős, mint a hatótávolság, a menetteljesítmény és a töltési idő. Az aktuálisan kifejlesztett lítium-ion akkumulátorcellák új fejlesztésű, hatodik generációja hatalmas technológiai ugrás, hiszen több mint 20 százalékkal nagyobb energiasűrűséget, akár 30 százalékkal gyorsabb töltési sebességet és akár 30 százalékkal nagyobb hatótávolságot kínál.

A BMW Group különös figyelmet fordít arra, hogy a gyártási folyamataiban felhasznált erőforrások emisszióját a lehető legnagyobb mértékben csökkentse, már a beszállítói hálózat legelső fázisától kezdve. Az akkumulátorcella-gyártók a termelés során jelentős arányban újrafelhasználják az olyan nyersanyagokat, mint a kobalt, a lítium és a nikkel – úgynevezett másodlagos anyagokként is, ami azt jelenti, hogy a gyártás során nem folyamatosan új, frissen bányászott nyersanyagokat dolgoznak fel, hanem olyanokat is, amelyek egyszer már bekerültek a láncba. Ehhez társulnak a megújuló energiaforrásokban rejlő lehetőségek, a zöldenergia kihasználása, s mindez együttesen azt eredményezi, hogy a BMW Group az akkumulátorcella-gyártás során keletkező emissziót a jelenlegi, ötödik akkumulátorgeneráció károsanyag-kibocsátási mutatóihoz viszonyítva akár 60 százalékkal is képes csökkenteni.

A BMW az új akkumulátorcelláinak sorozatgyártásához szükséges kobaltot és lítiumot hitelesített bányákban termeli ki. Ez azt jelenti, hogy a vállalatcsoport az alapanyagok teljes kitermelési folyamatában maximális átláthatóságot és felelős bányászatot garantál. A kitermelt nyersanyagokat a hitelesített bányák közvetlenül a BMW Group szakdivízióihoz vagy a vállalatcsoporttal partnerségben álló akkumulátorcella-gyártókhoz szállítják.

A gyártás

A cellagyártás az elektródákkal kezdődik. Itt az alapanyagot, amely például az anódhoz grafitból és a katódhoz nikkel-oxidokból áll, kötőanyagokkal és oldószerekkel együtt pontosan kimért arányban adagolják és keverik. Így egy iszapszerű oldat keletkezik, amelyet először vékony fémfóliákra visznek fel, majd száradás után összepréselik. Maga a száradási folyamat, majd a préselés egy körülbelül 25 méter hosszú berendezésben zajlik. A szakzsargonban ezt a folyamatot hengerlésnek nevezik. Az így előkészített fólia vastagsága mindössze néhány mikrométer, ami azt jelenti, hogy vékonyabb, mint egy pókháló szálai, és a bevonat vastagsága is mikrométeres nagyságrendű. A cella összeszerelésekor a bevont fóliákat, az úgynevezett kalanderezett elektródákat egy elválasztó segítségével tekercsekbe tekerik, és behelyezik a cellaházba. A cellákat feltöltik elektrolittal, majd feszültség alá helyezik, hogy ellenőrizzék a működőképességet és a minőséget.

A BMW ötödik generációs akkumulátorának celláihoz képest a hatodik generációs hengeres cellák katód-oldalán magasabb lesz a nikkeltartalom, míg a kobalttartalom csökken. Az anódoldalon a szilíciumtartalom fog növekedni. Ennek eredményeként a cella energiasűrűsége több mint 20%-kal nő.

Az akkumulátor, a hajtáslánc-technológia és a járműtöltő technológia a Neue Klasse modellgenerációban ugyancsak magasabb, 800 Volt feszültségű lesz. Ez egyebek mellett a nagy teljesítményű, egyenáramú járműtöltő állomásokon történő energiafelvételt is optimalizálja, akár 500 amperes töltési kapacitást kínálva – így az a töltési idő, amely alatt a jármű nagyfeszültségű akkumulátorának töltöttségi szintje 10 százalékról 80 százalékra emelkedik, akár 30 százalékkal is csökkenhet.