Efter sex år – Northvolt redo för masstillverkning

2022-03-24 06:00  

För sex år sedan fanns batterifabriken Northvolt bara som ord. Nu står den där, utanför Skellefteå, och förbereds för serieproduktion. De första kommersiella leveranserna ska gå iväg före halvårsskiftet.

Byggarbetsplatsen är enorm. Stora gråa byggnader vittnar om var de prismatiska battericellerna ska spottas ut på löpande band.

Före årsskiftet basunerades nyheten ut om att Northvolt hade tillverkat sin första battericell här. Men egentligen var det inte en färdig cell – mer om det senare i texten.

Överallt rör sig byggnadsarbetare. Långa köer bildas vid lunchtid vid några foodtrucks inne på området. Här jobbar varje dag ungefär 3 200 personer. Av dem är cirka 800 anställda hos Northvolt Ett.

Det var 2016 som Northvolts grundare Peter Carlsson för första gången berättade offentligt om sina planer på en stor svensk batterifabrik. Då hette företaget fortfarande SGF Energy och han tyckte att tillgången på förnybar energi talade till Sveriges fördel.

Inga tvivlare på kullen den här dagen

Då var många skeptiska. Flera tidigare satsningar på svenska litiumjonbatterier hade gått i stöpet. Finanspressen rapporterade regelbundet om de enorma miljardbelopp som saknades till batterifabriken. På tv skämtade Filip och Fredrik om att Peter Carlsson skulle sticka till någon paradis-ö med de pengar han hade skrapat ihop.

Men nu står den där, första fasen i Northvolt Ett-bygget. Och det stannar inte där. Expansionsplanerna sträcker sig åt sydost, där flera produktionslinor ska etableras, liksom återvinningsanläggningen Revolt.

Grafik: Jonas Askergren Fakta: Linda Nohrstedt

I andra änden av byggarbetsplatsen finns utsiktsplatsen som i folkmun kallas Tvivlarnas kulle. Här har människor samlats som inte tror att batterifabriken blir av, sägs det. Men det är också en kulle som ger en bra överblick över fabriksbygget.

När Ny Teknik besöker kullen finns inga tvivlare. De fyra personer vi möter här en solig dag i mars har alla anknytning till Northvolt.

”Renhet är superviktig”

Inuti i fabriken är det tydligt att den är långt ifrån klar. Kartonger, lådor och inplastad utrustning står här och var. Den celltillverkning som pågår finns bakom stängda maskiner och rum.

Ugnarna där elektrodmaterialet torkas står i en lång rad, staplade i två våningar. Och det är bara för anoderna. På andra sidan löper en likadan tvåvåningsrad för katoderna.

Elektroderna torkas i långa rader av ugnar. Foto: Jonas Westling

Här torkas den blandning av aktivt material och bindemedel som kallas slurry.

– Elektroden behöver tid och värme för att förånga vattnet i slurryn så att den får fast form på aluminiumfolien, säger produktionsingenjör Jakob Sundblom.

Lite längre bort pekar Tomi Vuollet, chef för produktionsteknik, på en omklädningspassage med tre olika rum.

– Renhet är superviktig i staplingsområdet. Kommer partiklar in i cellen kan de orsaka kortslutning, berättar han.

”Komplexiteten är större här”

I formeringsområdet, där varje cell laddas och laddas ur några gånger, är det högt i tak. Höga ställningar vittnar om var cellerna ska staplas.

Fabriken byggs med en hög automationsgrad. Transportbälten ska leda komponenter vidare i processen och även förarlösa fordon ska användas. Men personal behövs för att övervaka tillverkningen.

Chefen för produktionsteknik, Tomi Vuollet (till vänster), och produktionsingenjör Jakob Sundblom visar runt inne i Northvolt Ett-fabriken. Foto: Jonas Westling

Just nu pågår igångsättningsfasen av de första produktionslinorna. Det innebär att tillverkningen testas och utvärderas, ett steg i taget.

Planen är att de första kommersiella leveranserna av battericeller ska göras under det första halvåret 2022. Det är också fabrikschefen Fredrik Hedlunds största orosmoment just nu.

– Igångsättningsfasen är som alltid, man upptäcker saker man inte hade förväntat sig. Det är en fantastisk vinst att vi har gått igenom allt det här i Labs (demo-linan i Västerås, reds anm). Men komplexiteten är större här. Det är fler av varje equipment och större equipment, säger han.

Likt de flesta på Northvolt blandar han engelska uttryck med svenska. Inte så konstigt kanske när 60 nationaliteteter finns representerade på arbetsplatsen.

”Omvärldsfaktorer har jobbat emot oss”

Vd Peter Carlsson hade lovat att den första battericellen skulle produceras före årsskiftet. ”Om det så ska ske på nyårsafton”, som han uttryckte det till Reuters.

Målet nåddes den 28 december, en nyhet som kablades ut världen över. Men egentligen handlade det bara om själva cellmontaget, en del av produktionsprocessen. Det blev aldrig en helt färdig battericell, enligt Fredrik Hedlund.

– Vi har inte tagit en cell från hela vägen från början till slut, säger han.

Ungefär så här ska Northvolts prismatiska battericeller se ut. Men de här är bara tomma skal, eftersom bolaget inte vill avslöja den exakta utformningen. Foto: Jonas Westling

Med bara tre dagar till deadline kan man tro att cellmontaget blev en stressig spurt mot målgång. Men enligt Fredrik Hedlund var det ”jättelugnt”.

– Jag tyckte att vi var väldigt spot on på målet. Jag var inte särskilt orolig innan heller. En eftermiddag den 28:e drog vi cellen genom alla steg. När den sedan kom ut i slutänden, att se energin och alla leenden, det var en stor grej, säger han.

Fabriksbygget har dock kantats av flera problem. Fabrikschefen tycker att ”väldigt mycket omvärldsfaktorer har jobbat emot oss”. Ett exempel är pandemin. Den drabbade Northvolt internt, byggarbetet och försörjningssidan.

– Det har varit tufft. Jättetufft. Logistikmarknaden har varit väldigt knepig under de här sista åren. Att få utrustning på plats i tid var stökigt, säger Fredrik Hedlund.

”Jag vill inte påstå att vi har dålig kontroll”

Stora arbetsmiljöproblem har också rapporterats från byggarbetsplatsen. En fackombudsman från Byggnads har sagt att det byggs av ”moderna slavar”. Vid inspektioner har Arbetsmiljöverket konstaterat att anställda vid flera underleverantörer har jobbat för långa arbetsdagar med för lite tid till återhämtning.

– Mycket av det vi har brottats med här, i form av en säker och ärlig konstruktionssajt, är problem som har funnits i den här industrin i väldigt många år. Det är inget nytt för vår del. Jag vill inte påstå att det är vår hastighet som har tvingat fram det eller att vi här skulle ha en mer undermålig sajt än någon annan, säger Fredrik Hedlund.

Fredrik Hedlund utanför batterifabriken Northvolt Ett. Foto: Jonas Westling

Enligt Northvolt pågår nu ett nära samarbete med myndigheter och fackliga organisationer för att förbättra situationen. Även Thomas Rolén, ordförande för Byggnads i Västerbotten, tycker att bolaget har skärpt sig.

– De har steppat upp nu och tillsatt mer personer och mer resurser för att kunna ha en bättre kontroll, säger han till Ny Teknik.

Fredrik Hedlund håller dock inte med om att Northvolt har haft för dålig kontroll på bygget.

– Kontroll kan alltid bli bättre. Så är det. Jag vill inte påstå att vi har dålig kontroll. De entreprenörer som vi anlitar har ett jätteansvar för att säkerställa att deras led är ärliga och säkra. Men vi har ett ansvar att trycka på, säger han.

Varje kWh i batteriet kräver 60 kWh i tillverkningen

Men om pandemin och arbetsmiljö har varit svåra för Northvolt bedömer bolaget inte att det pågående kriget i Ukraina, med hårda ekonomiska sanktioner mot Ryssland, kommer att få några större konsekvenser för projektet. Åtminstone på kort sikt.

– Vi som alla andra är exponerade i försörjningskedjor på lång och kort sikt och det jobbar vi på att hantera just nu, säger Fredrik Hedlund.

Köper ni råvaror från Ryssland?

– Vi har inga beroenden just nu på Northvolt Ett som ska störa produktionen, säger han utan att ge ett klart ja eller nej på frågan.

Tillverkning av battericeller är mycket energi- och effektkrävande. För varje kilowattimme i energilagringskapacitet i det färdiga batteriet går ungefär 60 kilowattimmar åt i produktionen.

Northvoltfabriken behöver 400 MW och beräknas göra av med 2-4 TWh per år när de första två faserna av utbyggnaderna är klara. Då ska fabriken i full drift ha en årlig batteriproduktion om 60 gigawattimmars sammanlagd energilagringskapacitet. Exakt när den produktionsvolymen ska nås avslöjar dock inte bolaget.

Det kostar energi att hålla renrum i skick så att processen skyddas från skadliga partiklar och rummen håller rätt temperatur och luftfuktighet. Torkugnarna drar också en hel del energi, liksom formeringsprocessen där cellerna laddas och laddas ur. Där tycker dock Northvolt att de har nått en hög grad av återvinning av el.

Skilda strategier för anod och katod

Men framför allt är det tillverkningen av det aktiva materialet i katoderna som kostar energi. Ungefär 40 procent av energianvändningen går åt i det steget, enligt en vetenskaplig studie. Där behövs energi både för uppvärmning och kyla.

– Grundanledningen till att vi valde att lägga fabriken i Skellefteå var tillgången på energi och grön energi. Därför valde vi att lägga en fullt integrerad fabrik med katod- och cellproduktion på samma ställe. Det är inte alla ställen i världen som har de förutsättningarna att kunna ta både och, säger Fredrik Hedlund.

Taktiken att tillverka eget aktivt material till katoderna är något som Northvolts vd Peter Carlsson tidigt lyfte fram som unik.

Katodmaterialet är en av de mest kritiska komponenterna i en litiumjoncell. Det bestämmer i stor utsträckning cellens energiinnehåll och kostnad. Northvolts syfte med att tillverka egna katoder är att produktionen ska bli mer effektiv och kvalitetskontrollen enklare.

Här förvaras anoden på rulle i väntan på att gå vidare i produktionen. Foto: Northvolt

När det gäller anoden av grafit är stretagin en annan. Den är billigare och anses inte lika viktig att producera under eget tak.

Ambition om solceller på taken

På grund av det stora elbehovet är Northvolts ambition att montera solceller på fabrikstaken. Men än så länge har inga paneler kommit upp.

– Det är stora, plana, fina ytor. Det har bara inte hunnit dra igång än. Själva starten har prioriterats, säger Anders Thor, presschef på Northvolt.

Hur stort bidrag solcellspaneler skulle kunna ge till fabrikens elbehov har bolaget inte räknat ut än.

Northvolt Ett

Fabriken byggs ut i etapper.

Fas 1 omfattar en maximal battericellproduktion med en total energilagringskapacitet om 16 GWh. Det motsvarar ungefär batterier till 300 000 bilar varje år.

Hittills har Northvolt tillstånd för en utbyggnad till 60 GWh årlig cellproduktion. Det motsvarar batterier till 1-1,2 miljoner bilar per år.

Den första battericellen från fas 2 ska produceras under 2024.

Så tillverkas litiumjonbatterier

Aktivt katodmaterial: Nickel, mangan, kobolt och litium blandas i pulverform.

Slurry: Det aktiva materialet blandas med bindemedel och blir en trögflytande vätska.

Beläggning/coating: Slurryn stryks på en tunn folie och torkas i ugnar i flera temperatursteg.

Pressning: Beläggningen pressas för att bli jämn och mindre porös.

Stapling: Folien kapas i bitar och sedan staplas katodbitar och anodbitar ovanpå varandra med separator emellan.

Cellmontering: Stapeln med elektroder monteras i sitt ytterhölje. Elektrolyt fylls på i cellen.

Formering: Cellen laddas upp och ur några gånger och gas som bildas släpps ut innan höljet förseglas permanent.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt