Většina automobilek staví dnes svou budoucnost na elektromobilech, s čímž je spojen prudký nárůst poptávky po bateriích. Jejich výroba není nijak jednoduchá a bude jich zapotřebí obrovské množství. Odborníci z Fraunhoferova institutu IPA navíc upozorňují, že kromě továren, velkého množství surovin a energií bude nutno také podstatnou měrou zvýšit efektivitu a kvalitu výroby.
Zajímavé poznatky od A do Z k této tematice poskytuje nová studie z Fraunhoferova institutu IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung — Ústav výrobní techniky a automatizace), shrnutá na 488 stranách v Handbook on Smart Battery Cell Manufacturing pokoušející se překlenout propast mezi úrovní základního výzkumu elektrochemických bateriových článků a tomu zatím neodpovídajícím přístupem k jejich výrobě.
Půjde-li svět dál současnou cestou elektromobility s lithium-iontovými bateriemi, pak podle studie bude jen v Evropě do roku 2040 zapotřebí 80 gigatováren, které by vyvolanou potřebu baterií pro všechny dopravní prostředky pokryly. Ty samozřejmě vyžadují obrovské množství surovin, kromě lithia poroste poptávka také po niklu, manganu, kobaltu, grafitu, polymerech a elektrolytech. Pokud jde o potřebnou dávku energie, autoři studie vypočítali, že jen pro 40 takových gigatováren by ekvivalentem byl neuvěřitelný energetický výkon sedmi jaderných elektráren, a to se nebere ani v úvahu energie potřebná k těžbě a dopravě surovin.
K úspěšnému a udržitelnému provozu továren na lithium-iontové baterie, z nichž o jedné se uvažuje také u nás nedaleko Plzně v Líních, jsou zapotřebí i vysoce kvalitní procesy a systémy výroby bateriových článků. Tady studie poskytuje komplexní a dobře strukturovanou analýzu všech aspektů výrobního procesu bateriových článků, kde zatím ale 6—16 % výroby článků tvoří zmetky. Tým autorů je proto přesvědčen, že klíčem k efektivní výrobě bateriových článků je celková digitalizace.
Digitalizované řízení výroby umožňuje nejen zrychlení výrobních procesů a jejich flexibilní přizpůsobení požadavkům zákazníků, ale také včasné odhalení vad. Komponenty nesplňující kritéria mohou být včas odděleny a digitální analýza defektů může být použita k rychlé identifikaci příčin špatné kvality produktu a přenastavení výrobních procesů.
Životnost hotových baterií pak závisí na kapacitě jednotlivých článků — čím menší rozdíly v kapacitě, tím delší životnost baterie. Díky digitálnímu mapování by výrobci baterií byli schopni měřit kapacity každého jednotlivého článku a podle toho sestavovat kvalitní baterie.
K digitalizaci výrobního procesu by se mohlo přistupovat pomocí QR kódu na povrchu článku. Závěr studie je v tomto směru ale spíše pesimistický a komplexní digitalizaci celého výrobního cyklu bateriového článku i celé baterie vidí v současné době jako ne zrovna snadný proces.