Han bygger gigafabrik för litium-järnfosfat-batterier i Serbien

En lovande batterikemi för volymproduktion till låga priser är järnbaserade batterier. Tekniken har förfinats i Kina och kommer på allt bredare front. Även Europa får egna fabriker för dessa LFP–batterier. Vi träffade Nemanja Mikać som har startat en fabrik i Serbien.

Det har varit en stor debatt om elbilarnas batterier genom åren, där den största invändningen har varit mängden kobolt och nickel i batterierna. I fallet med kobolt på grund av rapporterade fall av barnarbete i Kongo, där cirka 50 procent av metallen bryts. Värt att notera: kobolt har länge använts i mängder av andra applikationer, som i raffinaderier som omvandlar olja till diesel och bensin (kobolt används för att rena bensin och diesel från svavel), något som dock inte har lett till någon genomlysning av gruvorna i Kongo. 

Nickel – en viktig komponent för att göra batterierna energitäta – är ingen bristvara i jordskorpan, men antalet gruvor är för få för att täcka en exponentiellt ökande elbilsproduktion. Ryssland har flera stora nickelanläggningar. När landet invaderade Ukraina rusade priset på nickel så pass mycket att den brittiska råvarubörsen stängde ner handel med metallen under en period. 

Motståndet mot att öppna nickelgruvor är också stort eftersom metallen har potential att förgifta grundvattnet och omgivningen. Exempelvis har Talon Metals planerade gruva i Minnesota stött på oroade medborgare som inte tycker att de får svar på sina frågor kring grundvattnets säkerhet. Talon Metals har avtal med Tesla om att leverera höggradigt nickel, men det är oklart hur tillståndsprövningarna kommer att falla ut, rapporterar CNBC. 

De har helt enkelt samma svårigheter som svensk gruvindustri har: långa tillståndsprövningar och miljöaspekter. 

Men det få känner till är att cirka 40 procent av den globala batterimarknaden består av batterier som varken har kobolt eller nickel. Detta enligt Bloomberg NEF. Kemin kallas litium-järn-fosfat, (LFP). Det är ett järnbaserat batteri, och är så robust som det låter. Det håller längre, det är säkrare och är billigare att producera. 

Problemet har hittills varit att batterierna inte varit lika energitäta som batterier med nickel och kobolt. Man kommer helt enkelt inte lika långt med sin elbil om de är bestyckade med tunga järnbatterier. I Kina har majoriteten av små elbilar haft tekniken och där har forskning och utveckling pågått under många år. Det har lett till att kinesiska batteriproducenter har kommit långt med utveckligen. 

Ett exempel: kinesiska BYD lanserar nu bilar i Sverige, deras modell Atto 3 är något större än en Volkswagen id 3. Den har ett par kWh större batteri (60 vs 58 kWh). Batteripacket i Atto 3 väger 420 kilo och i id 3 väger batteripacket 232 kilo. Det går alltså att bygga mellanklassbilar med tillräckligt bra räckvidd och prestanda med LFP-kemin. 

Formatet på LFP-batterierna som BYD använder sig av kallas Blade-batterier. Battericellerna är långa och svärdsliknande och placeras direkt på/i bottenplattan utan att ha omgivande moduler, vilket ger viktbesparingar. 

Hur ska europeiska batteriproducenter kunna konkurrera med detta?

Ett svar på detta hittar vi i Serbien. Där planeras just nu den första gigafabriken för litium-järnfosfat-batterier som ska matcha prestandan i de kinesiska modellerna. 

Företaget heter Eleven­Es och är en avknoppning från en aluminiumproducent, Al Pack Group. Vd:n Nemanja Mikać är också ägare till vad som ska bli en producent av batterier till cirka
200 000 bilar med start år 2025. 

Elbilen träffar honom på en Zoom-länk, och så här förklarar han valet av LFP-­kemin: 

– LFP-batterier uppfanns 2002, men har alltid ansetts vara sämre, de har lägre energi­densitet och därmed får bilarna kortare räckvidd. Men de senaste åren har de fått ett uppsving. Det beror på att man kan bygga cell-to-pack, alltså man behöver inte moduler som skyddar cellerna; de kan byggas in direkt i hela batteripacket och därmed får man ut mer energi per yta än tidigare. De har också fått högre energitäthet med åren. Skillnaden i räckvidd är med andra ord inte så stor längre. 

– Råvarufrågan är kritisk. Med LFP-batterier kan man tillverka större volymer, man slipper köpa in nickel och kobolt. 

Ett batteri som har den bästa energitätheten i dag ligger på 250–270 Wh per kilo – vilken energitäthet kommer era första batterier ligga på?

– I dag ligger vi på mellan 170 och 190 Wh per kilo. Per liter ligger de kring 436 Wh. Men arbetet pågår samtidigt med konstruktionen av fabriken med att öka energität­heten, 2024 ska den ligga på 230 Wh per kilo. 

Just ElevenEs fabrik är också initialt säkrad finansiellt för en produktion av 300–500 MWh batterier. 

För bara ett år sedan fanns inte batterierna som där ska produceras, men med ett högt tempo har man säkrat kemin som nu är på plats och prestandamässigt kan konkurrera med de kinesiska cellerna. 

Formatet påminner om BYD:s blade-batterier, de kommer i tre längder. Anpassade för en rad olika fordon. 

– Vi siktar initialt in oss på mindre elbilar, som man kör i sitt närområde, men tekniken ser lovande ut även för bilar med längre räckvidd framgent, säger Nemanja Mikać. 

Hur mycket billigare blir det med era celler jämfört med de energitäta nickel- och kobolt-batterierna? 

– Ett batteripack kostar cirka 5 000 euro mindre med våra celler. Om NMV-batterier kostar 135 dollar per kWh kommer våra batterier att ligga på 120 dollar. 

Hur ska ni gå tillväga för att öka energitätheten?

– Den främsta skillnaden är i anoden, som består av grafit, vilket inte är knutet till LFP-kemin. Genom att öka mängden kisel i anoden når vi högre energitäthet. 

Det sägs ibland att LFP-kemin inte är värd att återvinna, stämmer det?

– Nej, vi startar initiativ för att återvinna LFP-batterier, den tekniken har också förbättrats. 

Var ska ni ta råvarorna ifrån?

– Alla kritiska material som vi behöver finns i vårt närområde. I ett avstånd på 200–300 kilometer finns koppar, aluminium och fosfat. Även litium-fyndigheter finns i Serbien. 

Hur grön blir produktionen i er fabrik i Serbien?

– Vi har vattenkraft från Donau-­floden, men även egen solcellsanläggning, som ger 10 procent av önskad energimängd. Vi kommer även att ha vindkraft. Det är sant att Serbien har mer kolkraft än Sverige, men det pågår en process i Serbien, där kolet ska fasas ut från energisystemet. 

Hållbarheten i LFP-kemin är en stor fördel enligt Nemanja Mikać. 

– De håller för 3 000 cykler, vilket kommer att göra dem lämpade för vehicle-to-grid (v2g) eller vehicle-to-home (v2h)-lösningar. Det är dubbla mängden cykler jämfört med nickel-­baserade batterier. 

På en bil med en räckvidd på 40 mil innebär en cykel 40 mils körning. 3 000 cykler innebär då att batteriet håller för 120 000 mil innan det är slut. 

Det är längre än vad de flesta bilar körs innan de åker till skroten. Kanske får bilar med LFP-kemin sin största användning som ett energilager till villan eller elnätet. 

EIT InnoEnergy:
”LFP-tekniken kommer att bli allt viktigare”

Europeiska energifinansiären EIT InnoEnergy, med kontor i Stockholm, tror starkt på ElevenEs och har nyligen investerat i företaget. 

– Nu när batteritekniken börjar komma på relativt sett mindre och billigare bilar, som dessutom inte behöver så långa sträckor mellan laddningar, tror jag bestämt att just lfp-tekniken kommer bli allt viktigare, säger Thore Sekkenes, programdirektör för European Battery Alliance vid EIT InnoEnergy Skandinavien.

Thore Sekkenes fortsätter:

– Vi stödjer Nemanjas ansträngningar att bygga upp en fabrik för produktion av batterier baserad på lfp-tekniken i Europa fullt ut. Jag håller med om Nemanjas bedömning att lfp-batterier mycket väl kan ta en stor marknadsandel med tanke på att de flesta i Europa faktiskt kör mindre bilar.