Northvolt: ”Vi vill vara med i solid state-racet”

2019-06-19 06:00  

Pengarna är på plats och den nya battericellfabriken i Skellefteå börjar ta form. Redan nu förbereder vd Peter Carlsson för teknikskiftet mot batterier med fast elektrolyt.

Veckan efter beskedet att finansieringen är klar för första halvan av den planerade cellfabriken i Skellefteå är Peter Carlsson solbränd och glad. Volkswagen och Goldman Sachs går tillsammans med andra investerare in med 9,5 miljarder kronor vilket gör att bygget av fabriken kan starta i augusti. Produktionen av battericeller ska igång 2021.

– Så fort det blev klart satte vi i princip direkt på oss spenderbyxorna för Skellefteå och beställde allt från transformatorstation och stålkonstruktion. För att kunna hålla tidplanen var vi tvungna att lägga ordrar på det med långa ledtider, berättar Peter Carlsson.

Samtidigt börjar företagets utvecklingsanläggning, Northvolt Labs, bli klar i Västerås. Där ska cellkemier och produktionsprocesser testas innan tillverkningen går igång i stor skala i den stora fabriken i Skellefteå.

Enligt Northvolt har kunder redan lagt beställningar på battericeller för drygt 120 miljarder kronor. Den första delen av Skellefteåfabriken är fulltecknad fram till 2026.

Tillgången på nickel är ett orosmoment

Även råvarutillgången, en kritisk flaskhals för batteritillverkning, ska vara tryggad för den första halvan av Skellefteåfabriken, med en produktionsvolym om 16 GWh total batterikapacitet.

Northvolt marknadsför sig med att företaget ska tillverka världens grönaste batterier och har som ambition att använda närproducerade material.

Så hur närproducerade blir batterierna?

– De blir ganska närproducerade. Vi kommer till exempel kunna ta nickel från närområdet, den nordiska halvön. Ganska snart efter produktionsstart kommer vi att kunna ta en del av de andra råmaterialbitarna i närheten. Men utgångsvärdet är att vi måste gå utanför Europa för exempelvis litium. Det finns litium på flera ställen i Europa där vi skulle vilja vara med och hjälpa till att bygga upp försörjningskedjorna, men de är inte där i dagsläget, säger Peter Carlsson.

Tillgången på nickel är dock ett orosmoment när andra halvan av Skellefteåfabriken ska igång. Efterfrågan på nickel på världsmarknaden väntas öka mer än efterfrågan på kobolt under de närmaste tio åren.

Det beror dels på att flera stora batterifabriker planeras, men också på att andelen nickel ökar i litiumjonbatteriernas katoder. Den litiumjonkemi som Northvolt satsar på, NMC, består av nickel, mangan och kobolt. Tidigare har det varit vanligt att det aktiva materialet består av en tredjedel vardera av dessa metaller. Men nu ökar andelen nickel och kan uppgå till 80 procent.

Ska tillverka eget aktivt material till katoderna

Kristina Edström, batteriprofessor vid Uppsala universitet, pekar på två orsaker till ökningen. Dels strävar tillverkarna efter att minska mängden kobolt i batterierna eftersom Kongo, som dominerar utvinningen, har problem med dödsfall och barnarbete i gruvorna. Dels ökar batteriernas energilagringskapacitet med mer nickel.

– Men det är inte alldeles trivialt att göra stabila föreningar med mycket nickel i. Med mycket nickel är det risk att nickel- och litiumatomer byter plats så att ledningsbanorna där litiumjonerna ska vandra blockeras. Dessutom vill nickel gärna vandra ut i elektrolyten och orsaka korrosion men det håller man på att lära sig att förhindra med tunna skikt på partikelytorna, säger Kristina Edström.

Även Northvolt siktar på en 80-procentig andel nickel i katoden. Omkring 15 000 ton nickelsulfat per år behöver fabriken i Skellefteå för att producera battericeller om 16 GWh.

Bolagets strategi är att skippa mellanled i så stor utsträckning som möjligt. Skellefteåfabriken ska därför tillverka sitt eget aktiva material till katoderna i battericellerna. Planen är att köpa anrikat material, till exempel litiumhydroxid och nickelsulfat, för att sedan själva tillverka elektroden.

Det är en taktik som enligt Peter Carlsson är unik och ”har fått japanerna att haja till”. Tanken är att tillverkningen på så sätt ska bli mer effektiv och kvalitetskontrollen enklare.

Batteriprofessor: ”Katodmaterialet kommer att hänga med länge”

Men när det gäller anoden är strategin en annan. Den är billigare och anses därför inte lika viktig att producera under eget tak.

– Vi för väldigt spännande diskussioner med leverantörer om att investera i närområdet kopplat till vår fabrik. Vi vill ju att ett antal nyckelleverantörer ska finnas i Skellefteå med omnejd för att vi ska kunna ha lokal försörjning av till exempel syntetisk grafit och andra insatsvaror som elektrolyt och andra komponenter vi behöver. Anoden är i dagsläget en grafitanod och trenden är att man börjar dopa den med silikon för att höja mängden energi som man kan lagra, säger Peter Carlsson.

Flera experter har pekat på risken med att teknikutvecklingen går så snabbt att Northvolt och dess val av batterikemi blir omsprunget av konkurrenter som till exempel satsar på batterier med fast elektrolyt, så kallad solid state, med högre energitäthet. Nyligen meddelade Toyota att bolaget ska ha sin första bil med fast elektrolyt på marknaden nästa år.

Enligt Kristina Edström rör det sig dock om en hybridelektrolyt där även en del vätska ingår för att få bra vidhäftning och kontakt med elektroderna. Hon ser inte Toyotas satsning som ett hot mot Northvolt.

– Det är inte alls omöjligt att Northvolt kan göra keramer som elektrolyt. Det katodmaterial som Northvolt har valt kommer att hänga med länge och passa bra också i fastfasbatterier. Så det är inte så att Northvolt måste ändra allt i ett batteri för att lyckas med nästa batterigeneration, säger hon.

”Problem med en stark degradering”

Och Northvolt har gjort vissa förberedelser för teknikskiftet. Bolaget har nyligen rekryterat några personer som är specialiserade på fasta elektrolyter. I anläggningen i Västerås finns också utrymme öronmärkt för en produktionslina för en anod som kan passa i sådana battericeller.

– Vi vill absolut vara med i det racet. Det faktum att vi kan parallellutveckla aktivt material och cellprodukter i Västerås gör att vi kan ha en väldigt effektiv utvecklingscykel, säger Peter Carlsson.

Men han tror att produktion av batterier med fast elektrolyt ligger ganska långt fram i tiden.

– Det går att göra produkter med solid state redan i dag, men de är dyra produkter och de arbetar på en högre temperatur så systemen omkring batteriet måste se väldigt annorlunda ut mot vad de gör i dag. Och det är fortfarande problem med en stark degradering. Innan man får rätt på alla de här parametrarna är vi bortom 2025.

”Minimerar risken för att snubbla på upploppet”

Tidigare har Peter Carlsson betonat vikten av att inte göra sig beroende av bilindustrin. Men nu investerar både BMW och Volkswagen i Northvolt. Volkswagen blir 20-procentig delägare med plats i styrelsen om Konkurrensverket ger sitt godkännande.

Innebär inte uppgörelsen att du nu sätter dig i knäet på bilindustrin?

– Nej, jag tycker inte att jag gör det. De här stora affärerna driver väldiga volymfördelar för oss som vi kan applicera på andra segment. Att ha Volkswagen och BMW som investerare och ha utvecklingsprojekt tillsammans med dem innebär att de kommer att göra allt för att hjälpa oss att komma upp och rulla. Det känns väldigt skönt att ha de resurserna i ryggen, säger Peter Carlsson.

Finns det inte en risk att det blir svårt att locka andra biltillverkare som kunder?

– När vi pratar med de andra bilbolagen är de ganska komfortabla. De ser att det här minimerar risken för att Northvolt inte ska snubbla på upploppet nu när vi ska rampa upp. Det har mottagits väldigt bra, säger Peter Carlsson.

Flera fabriker planeras

Fabriken i Skellefteå kallas för Northvolt Ett och ska byggas i två etapper, med en produktionsvolym om 16 GWh vardera i total batterikapacitet. Finansiering är säkrad för den första etappen, som beräknas kosta 16 miljarder kronor. Storskalig produktion ska börja 2021.

Anläggningen i Västerås kallas för Northvolt Labs och kostar en miljard kronor att bygga.

Fabriken i Skellefteå ska tillverka celler till litiumjonbatterier. Cellerna ska antingen säljas direkt till kund eller transporteras till Northvolts och South Bay Solutions fabrik i Polen för att monteras i moduler.

I ett samägt projekt ska Northvolt och Volkswagen också bygga en cellfabrik i tyska Salzgitter om 16 GWh i total batterikapacitet. Fabriken ska producera celler till Volkswagen från 2023 eller 2024.

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