Investerer to milliarder i ny batteriteknologi på Herøya

Det har tatt noen år. I det stille startet Elkem små forsøk med produksjonsteknologi som aldri har vært brukt til anodemateriale til litiumione-batterier. I 2019 fortalte de om arbeidet, og i 2021 startet pilotproduksjon i Kristiansand, der FoU-avdelingen ligger. Samtidig ble Vianode stiftet, selskapet som står for produksjonen. Der har senere Hydro og Altor kommet inn på eiersiden.

Nå er beslutningen tatt om å investere to milliarder kroner i ny fabrikk på Herøya. Denne skal ha kapasitet på om lag 1.400 tonn grafitt per år, eller nok til 20.000 elbil-batterier. Vianode har allerede planer om ytterligere ekspansjon om fase én blir vellykket. Da skal produksjonen øke til å dekke behovet til to millioner elbiler årlig, innen 2030.

Den nye produksjonsmetoden skal redusere energibehovet fra dagens 10–15 kWh per kilo ferdig materiale til 5 kWh. Samtidig skal utslippene av CO₂ reduseres med 90 prosent.

Fem trinn

Vianode starter med kalsinering av koks, petroloks eller bekkoks. Deretter følger nedmaling til 15–20 mikron kornstørrelse. Nå går kornene inn i en roterende trommel som former kornene. Det fjerde trinnet markerer skillet fra konkurrentene, Vianode bruker spesiallagete induksjonsovner i grafittiseringen som skjer ved 3000°C. Siste og femte trinn er å legge på en coating.

– Induksjonsovner er kjent teknologi, men har så vidt vi vet ikke vært brukt til grafittering til batterier. Vi har så mye kompetanse på høytemperaturprosesser at vi kommer rundt kjente vanskeligheter, blant annet at det er utfordrende å kontrollere prosessen ved så høye temperaturer, sa Inge Grubben-Strømnes, senior vice president i Elkem Carbon til tu.no i 2019.

Utviklingen har også vært støttet av EU med forskningsmidler fra Horizon2020. Vianode hevder at deres produksjonsmetode reduseres utslipp av CO₂ med 90 prosent fra dagens vanlige produksjonsmetoder. Med anodemateriale fra Herøya skal batteriene også kunne ta hurtigere lading, og vare lengre.

Konkurrerer mot Kina

Dagens grafittproduksjon skjer hovedsakelig i Kina med den såkalte Acheson-metoden. Da brukes en beholder av ildfast materiale med en grafittstreng i bunnen som leder strøm. Så plasseres digler i beholderen med koksen som skal grafitteres og det fylles på med dekk-koks. Denne metoden gir kun 30 prosent utnyttelse av tilført energi og store utslipp av støv og svovel. Både temperatur- og tidskontrollen er vanskelig og Acheson-metoden gir derfor varierende kvalitet på sluttproduktet.

Den andre metoden som brukes mye er LWG, lengthwise graphitization. Da kjøres strømmen gjennom det som skal grafitteres – råvaren brukes til oppvarming. Ulempen er at det er vanskelig å få tilstrekkelig høy temperatur, det gir lavere grafitteringsgrad og andelen ferdig grafitt med topp kvalitet er lavere enn med Acheson-metoden.

Vianode har vært i kontakt med fem forskjellige leverandører av induksjonsovner. De har nå valgt en helt nyutviklet ovn, ikke en modifisert versjon av eksisterende modeller.