De rol van E-magy binnen NXTGEN Hightech

Binnen project 2 van NXTGEN Hightech energie, ontwikkelt E-magy een proces voor het maken van nano-poreus silicium materiaal voor lithium ionen batterij-anodes. Momenteel ligt de productie hiervan op ongeveer 35 kilo per week, maar om de markt goed te kunnen bedienen, is er een veel grotere schaal nodig. Daarom ligt de focus van E-magy binnen dit project op opschaling van dit proces. Hierover gingen wij in gesprek met Ian Bennett, Senior Process Engineer bij E-magy.

Opschalen met silicium

Silicium is een nieuw materiaal binnen de batterijsector, de huidige sector is vooral bekend met grafiet. Doordat silicium nog niet vaak wordt gebruikt, moet er eerst bewezen worden dat silicium technisch beter kan werken en ook economisch aantrekkelijker kan zijn voor fabrikanten. Daarom wordt het materiaal momenteel naar potentiële klanten gestuurd om te testen in hun eigen processen. Aan de hand van die resultaten wordt bekeken welke aanpassingen er nog nodig zijn.

Het begin van de opschaling is al gemaakt. Inmiddels zit E-magy op ongeveer 35 kilo per productie run. Het doel is om dit nog verder te verhogen tot 300 kilo per keer voor het einde van 2026. Dat gaat niet vanzelf. Een belangrijke uitdaging is dat de huidige machine inmiddels al meer dan 15 jaar oud is en voor een ander proces is bedoeld. Hierdoor moeten nieuwe onderdelen worden gekoppeld aan oudere software en technieken, wat het weer complex maakt.

Op het gebied van machines is het duidelijk dat E-magy een nieuwe generatie machine nodig heeft. Daarom kijken ze nu al naar nieuwe componenten en de ontwikkeling van de volgende generatie machine. De aanpassingen die momenteel worden getest, zijn vooral bedoeld als opstap naar de volgende generatie machine. Zo kunnen ze de onderdelen alvast testen voordat er een compleet nieuwe machine wordt gebouwd.

Uitdagingen van silicium in batterijen

De grote belofte van silicium zit in de hoge capaciteit, maar het brengt ook risico’s met zich mee. Vooral in de interactie tussen silicium en elektrolyt. Dit kan leiden tot degradatie. Een mogelijke oplossing is om silicium te combineren met grafiet, maar daarmee lever je ook weer een deel van de capaciteit in. E-magy onderzoekt daarom verschillende elektrolyten en kijkt ook naar coatings en alternatieve coatingmethodes om de interactie tussen silicium en elektrolyt te beperken.

Binnen Nederland zijn er meerdere bedrijven met siliciumanodemateriaal bezig. Dit ziet E-magy niet meteen als een probleem. “Het kan juist helpen om geloofwaardigheid op te bouwen voor deze technologie. Als meerdere bedrijven kunnen laten zien dat silicium de volgende stap is in batterijmaterialen, versterkt dit de marktacceptatie. Daarna blijft het wel belangrijk om als bedrijf jezelf te onderscheiden op het gebied van proces, kosten, prestaties en schaalbaarheid.” Vertelt Ian.

E-magy onderscheidt zich door de manier waarop het materiaal wordt gemaakt. Ze gebruiken een gietproces waarbij silicium in plakken wordt gegoten en daarna tot poeder wordt vermalen. Dat is voor E-magy een relatief eenvoudig proces en heeft als voordeel dat er geen silaan-gas nodig is. Het eindproduct is een los poeder dat batterijfabrikanten eenvoudig in hun bestaande productielijn kunnen gebruiken als vervanger van grafiet.

NXTGEN Hightech

Het doel binnen dit project van NXTGEN Hightech is om de huidige machine door te ontwikkelen naar een versie die continu kan draaien. Hiervoor is het concept al uitgewerkt en is men al bezig met de engineeringfase. Uiteindelijk zal dit leiden tot een opschaling naar een capaciteit van >50 ton productie per jaar.

Het uiteindelijke doel is om richting 2028/2029 op te schalen naar tientallen tonnen per jaar. Dit in eerste instantie met één machine, daarna kan dit verder groeien door meer machines te plaatsen. Afhankelijk van de klanttractie is het ook mogelijk om op te schalen naar een geoptimaliseerde productie van >300 tonnen per jaar in 2029/2030.

NXTGEN Hightech zorgt voor deze opschaling. Dit wordt mogelijk door de ontwikkeling van nieuwe onderdelen en aanpassingen aan machines realistisch te maken. NXTGEN Hightech zorgt er dus voor dat kleinschalige ontwikkeling kan groeien naar productie op grote schaal. Daarnaast is het netwerk van dit NXTGEN Hightech project ook van grote waarde.

Zo vertelt Ian: “Er zit een soortgelijke partner in het project. Dit kan soms spannend zijn, maar ook zeer waardevol. Binnen dit project leer je van elkaar en zorg je er samen voor dat de markt verder open kan. Daarnaast is er samenwerking op het gebied van coatings en anodemateriaal en werken we met andere partners aan manieren om de functionaliteit van het materiaal te verbeteren.”

Vooruitblik

Voor 2027 staat er weer een verdere stap op de planning. Het vervangen van grotere delen van de installatie, zoals de smeltunit en de transportcomponenten. Op deze manier ontstaat er zicht op een meer doorlopend proces.

Na afloop van dit NXTGEN Hightech project is voor E-magy een logisch vervolg om opnieuw een soortgelijk project te starten, maar dan meer gericht op de volgende generatie machine.

Over NXTGEN Hightech

Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door een bijdrage uit het Nationaal Groeifonds programma NXTGEN Hightech. Dit programma gaat tot 2030 met ruim 330 partners, in meer dan 60 projecten en in zes essentiële domeinen, maar liefst € 1 miljard investeren. Daarmee levert NXTGEN Hightech een significante bijdrage aan de structurele en duurzame economische groei in Nederland én bieden we oplossingen voor de grote maatschappelijke uitdagingen op het gebied van de energietransitie, gezondheid, veiligheid en voeding. Voor meer informatie, kijk ook op www.nxtgenhightech.nl