Mejora de los procesos de producción de pilas

En el recién iniciado proyecto BATTwin, financiado por la UE, los investigadores desarrollan gemelos digitales de fábricas de baterías. El objetivo es hacer más eficiente y sostenible la producción de baterías de iones de litio en Europa. Los gemelos digitales son modelos informáticos que reproducen digitalmente los procesos de una fábrica de baterías, lo que ayuda a reducir los residuos, el consumo de energía y las emisiones durante la producción de las pilas. El proyecto reúne a universidades y socios industriales de toda Europa, entre ellos la Universidad de Oldenburg.

Lograr que la producción europea de baterías de iones de litio sea más eficiente y sostenible, además de situar a Europa en una posición de liderazgo frente a otras naciones industrializadas en este sector clave, es el objetivo del proyecto BATTwin, financiado por la UE y puesto en marcha recientemente, en el que también participa la Universidad de Oldenburgo. El equipo del proyecto, dirigido por el Politécnico de Milán (Italia), tiene previsto desarrollar «gemelos digitales» de fábricas de baterías -es decir, modelos informáticos que simulen los procesos de una fábrica de baterías- con el objetivo de reducir las tasas de desecho y minimizar el consumo de energía y las emisiones durante la producción y, de este modo, conseguir que todo el proceso de fabricación de pilas sea más eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

BATTwin («Flexible and scalable digital-twin platform for enhanced production efficiency and yield in battery cell production lines») recibirá financiación por valor de 6,4 millones de euros a través del programa Horizonte Europa de la UE, de los cuales unos 630.000 euros irán a parar a la Universidad de Oldenburgo. En el proyecto participan seis universidades e instituciones de investigación, así como diez socios industriales de toda Europa.

El grupo de investigación Control Distribuido en Sistemas Interconectados, dirigido por el informático de Oldenburgo Prof. Dr. Andreas Rauh, se centrará en investigar soluciones para minimizar la producción de pilas defectuosas. La tasa de desechos en las líneas de producción de baterías se sitúa actualmente en torno al diez por ciento. Para reducir este porcentaje, los investigadores desarrollarán modelos de las fases críticas de la producción de pilas basados en el conocimiento de los procesos físicos y los combinarán con enfoques basados en datos para evaluar la funcionalidad de las líneas de producción de pilas y predecir posibles errores. Para ello, los modelos recogerán y gestionarán datos sobre la gestión del proceso durante la producción e identificarán las variables que influyen en la calidad. A partir de estos datos, los científicos podrán mejorar gradualmente el proceso de fabricación y optimizar las variables clave de control, no sólo en la fase de diseño sino también durante la producción.

Paralelamente a este proyecto, Rauh y su equipo construirán una infraestructura de laboratorio con la que podrán probar los procesos de carga y descarga de celdas de batería individuales en su propio banco de pruebas. Con este equipo, los investigadores podrán verificar la eficacia de sus propios modelos. Estos modelos determinarán la tensión de circuito abierto de una batería u otros indicadores de rendimiento y deducirán su estado de salud actual y su índice de envejecimiento a partir de mediciones tomadas directamente durante el funcionamiento del sistema.

La Facultad de Informática, Administración de Empresas, Economía y Derecho de la Universidad de Oldenburgo ya participó en 2022 en un importante avance en la investigación sobre baterías. Como miembro fundador de la Upcell European Battery Manufacturing Alliance, una asociación sin ánimo de lucro con 87 socios, está comprometida con la creación de una industria europea independiente de baterías. Upcell es socio del proyecto BATTwin.