Blackstone Resources AG, specializzata nella produzione di celle per batterie stampate in 3D, ha annunciato di aver posto la convalida delle celle delle batterie e delle batterie a stato solido su una solida base scientifica.
“Questo è il risultato di una complessa simulazione di produzione che è stata effettuata anche con l’Università di Scienze Applicate di Berna (BFH)”, spiega Serhat Yilmaz, Chief Marketing Officer di Blackstone Resources AG. “Più di 250 processi e 90 parametri di prodotto sono stati inclusi nel processo di convalida per verificare questa tecnologia di produzione unica con il nostro modello di riferimento”.
La stampa delle celle della batteria utilizzando il processo brevettato da Blackstone riduce i costi dei materiali utilizzando meglio i materiali inattivi (meno fogli di raccolta e separatori) di 20 EUR / kWh. “Questo risultato è stato verificato e confermato da esperti indipendenti per conto del fornitore di finanziamenti Innosuisse”, ha affermato Yilmaz. Su questa base, Innosuisse ha ora rilasciato un’ulteriore tranche di denaro per il progetto, con la quale Blackstone creerà ulteriori modelli per la stampa di batterie a stato solido. La simulazione ha inoltre dimostrato che i costi di produzione possono essere ridotti di circa il 20%.
Ottimizzazione ciclica del processo produttivo con intelligenza artificiale
Parallelamente a questo processo di convalida, Blackstone Technology e la società sassone Symate GmbH hanno sviluppato un’intelligenza artificiale (AI) che sarà integrata nella produzione di elettrodi stampati e celle di batteria fino a dicembre 2021. “Ciò significa che i modelli matematici sviluppati dal BFH possono per la prima volta essere alimentati con i dati del sistema KI-Life”, spiega Yilmaz. “Possiamo ottimizzare i nostri processi di produzione ciclicamente e in tempo reale.” Dal test delle materie prime alla selezione della ricetta, all’elaborazione e alla produzione della cella della batteria, tutti i parametri rilevanti possono essere registrati in un sistema, ottimizzati e analizzati utilizzando le previsioni dell’intelligenza artificiale.
Attraverso l’uso dell’intelligenza artificiale, le interazioni diventano visibili, la stampa 3D altamente complessa e ad alta intensità di dati può quindi essere controllata in sicurezza anche nella produzione in serie. Blackstone si basa sul principio del gemello digitale.
Gemello digitale per elettrodi della batteria stampati in 3D
La nuova produzione Blackstone a Döbeln, in Sassonia, è incentrata sulla digitalizzazione e sull’Industria 4.0. Standard: “Vorremmo analizzare la quantità di dati che si accumula nel processo di produzione in corso e regolare il processo sulla base di questi dati”, spiega Holger Gritzka, CEO e amministratore delegato di Blackstone Technology GmbH a Döbeln. “Per questo introdurremo un sistema di produzione cyber-fisico di nuova concezione (CPPS).” Il CPPS crea un gemello digitale per ogni processo delle singole celle energetiche sulla base e con l’aiuto dell’intelligenza artificiale. “Non appena sono disponibili dati analizzati sufficienti, il gemello digitale può essere “addestrato” a trasmettere un comportamento normale individuale”, spiega Gritzka. Questo comportamento normale viene quindi confrontato in modo permanente con la produzione in corso.
Batterie agli ioni di litio stampate in 3D
Blackstone ha sviluppato la tecnologia brevettata per la stampa tridimensionale delle batterie stesse. È adatto sia per la produzione di batterie a elettrolita liquido che per batterie a stato solido.
Con la speciale tecnologia di stampa 3D Blackstone e le tecnologie basate sui dati, la produzione non è solo stabile, ma anche estremamente flessibile (la progettazione del processo individuale è possibile indipendentemente dalle condizioni quadro e dalle geometrie specifiche del cliente). Inoltre, la densità energetica delle nuove tipologie di batterie è aumentata del 20%, mentre i costi di produzione sono ridotti rispetto alle tecnologie di batterie agli ioni di litio attualmente molto diffuse. Allo stesso tempo, Blackstone può ridurre i costi di investimento fino al 70% con la produzione automatizzata di batterie utilizzando il processo di stampa 3D.
“Evitando lunghi percorsi di essiccazione e solventi tossici, possiamo ridurre in modo sostenibile il consumo di energia nella produzione di elettrodi”, spiega Serhat Yilmaz. “Abbiamo così creato anche una base preziosa per la futura produzione di nuove batterie allo stato solido o allo stato solido che stabiliscono nuovi standard in termini di densità energetica, velocità di ricarica e sicurezza, con costi moderati e allo stesso tempo influenze ambientali”.
