Käytöstä poistettujen litiumioniakkujen akkukennoista jopa 90 % kelpaisi uudelleen käytettäväksi, mutta uusiokäytön esteenä on ollut kennojen nopean ja luotettavan kuntotestauksen puuttuminen. Nyt Tampereella avattu pilottitehdas voi mitata kennoja noin miljoonan kappaleen vuosivauhdilla. CeLLife Technologies Oy:n patentoidulla diagnostiikkateknologialla mahdollistetaan maailman sähköistyminen entistä kestävämmällä tavalla.
Seuraavien vuosien maailmanlaajuinen vihreä siirtymä tulee vaatimaan valtavan määrän litiumioniakkuja. Akkuja ei lähtökohtaisesti ole suunniteltu kierrätettäväksi tai uusiokäyttöön, kun ne tulevat käyttöikänsä päähän. Akkujätteen määrän on arvioitu kasvavan Euroopan markkinoilla noin 20 prosentin vuosivauhtia 2040 asti.
Jätteen määrä vähenisi, jos akkujen kennoja käytettäisiin uudelleen, mutta tässä ydinhaasteena on niiden epätasalaatuisuus – tai pikemminkin se, että akkukennojen kuntoa ei kyetä selvittämään teollisessa mittakaavassa.
CeLLife on avannut Tampereella tänään pilottitehtaan, jossa akkukennojen massatestaus voidaan toteuttaa ennätysnopeasti ja turvallisesti.
“Akkualalla on huutava tarve elinkaarihallinnalle. Kennojen käyttäminen todellisen käyttöikänsä loppuun on kestävin ja järkevin tapa vähentää akkujätteen määrää. Nykymenettelyssä, jossa käytetään raskaita kemiallisia prosesseja raaka-aineiden erottamiseksi tai murskataan jopa uudenveroisia kennoja maantäytteeksi kaatopaikalle, ei ole järjen häivää”, CeLLifen perustaja ja hallituksen puheenjohtaja Marko Tulonen sanoo.
Uusioakuille lukuisia sovelluskohteita
CeLLifen tehdas käsittelee ensi alkuun 4000 – 5000 akkukennoa päivässä, joka on moninkertaisesti enemmän kuin mitä suuret akkuyhtiöt pystyvät mittaamaan. Nopean ja luotettavan massatestauksen ansiosta jopa 90 % kertaalleen käytöstä poistettujen akkujen kennoista saadaan sellaisenaan uudelleen käyttöön akkujen valmistukseen. Merkittäviä sovelluskohteita tällaisten uusioakkujen käyttöön ovat esimerkiksi 5G-verkon tukiasemat ja modulaariset energiavarastot.
“Ratkomme tässä muna-kana-ongelmaa: Kierrätettyjen kennojen kysyntä on vielä alhaista, koska tarkkoja, tehokkaita ja turvallisia ratkaisuja ei ole vielä ollut tarjolla. Kaikki tarvitsevat akkuja. Ratkaisu on löydetty. Kysyntä tulee räjähtävän käsiin vuoden-kahden aikajänteellä”, tiivistää Tulonen.
Tehtaan varastossa on noin 200 000 akkukennoa, jotka ovat peräisin Etelä-Suomen suurista konesaleista.
“Osa niistä on tullut varavoima-akuista, joita ei välttämättä ole käytetty ollenkaan, mutta parin vuoden takuuajan jälkeen nämä käytännössä uudet akut poistetaan käytöstä ja niiden kohtalo on tulla murskatuiksi. Planeetasta ei tarvitse kaivaa uutta litiumia, kobolttia, mangaania, ja montaa muuta ainetta, jos kykenemme antamaan akkukennoille uuden käyttökierroksen”, sanoo CeLLifen perustaja ja teknologiajohtaja Tuomas Messo.
Tehtaalla kennot testataan automatisoidusti. Kun kennon kapasiteetti tai varaustaso on selvillä, ne lajitellaan robotin avulla. Kun keskenään samankuntoisista kennoista koostetaan uusioakkuja, niiden käyttöikä voidaan maksimoida.
“Tässä voisi käyttää vertausta omenakorista, jossa yksi mätä omena voi pilata muuten hyvän korin eli heikoin kenno määrittää akun laadun. Ja vastaavasti, kun omenat ovat keskenään yhtä tuoreita, ne ikääntyvät korissa samassa tahdissa”, havainnollistaa CeLLifen perustaja, toimitusjohtaja Roni Luhtala.
Massatestauksella kysyntää arvoketjun jokaisessa vaiheessa
CeLLife tarjoaa akkukennojen massatestausta myös palveluna. Yrityksellä on siis jo nyt maksavia asiakkaita akkujen arvoketjun jokaisessa vaiheessa, valmistuksesta loppukäyttäjiin ja kierrätykseen, koska nykyinen testaus on tehotonta ja hidasta.
“Perinteisesti laadunvalvonnassa impedanssia mitataan vain 1-2 kohdasta, mutta mittaukset eivät kerro oikeastaan mitään oleellista kennon laadusta, turvallisuudesta ja suorituskyvystä. Vastaavasti perinteisillä menetelmillä tarkkojen mittaustuloksien saanti kestää jopa puoli tuntia, eli ne soveltuvat vain laboratoriokäyttöön”, kertoo Luhtala.
CeLLife puolestaan mittaa jokaisesta kennosta impedanssin 2000 eri kohdasta. Tulokset saadaan sekunneissa ja mittauksista piirtyy tarkka kuva siitä, mikä akun kunto on ja mistä sen mahdollinen kuntotason lasku johtuu. CeLLife puhuu kennojen sähköisestä sormenjäljestä, koska jokainen kenno on yksilö. Diagnoosin kenties tärkein anti on ymmärrys akun jäljellä olevasta käyttöiästä.
“Asiakkainamme on akkujen valmistuksessa ja kierrätyksessä toimivia yrityksiä. Teemme testausta myös esimerkiksi puolustusteollisuudelle”, Luhtala kertoo.
Yli 500 000 kennon tietokanta
Mihin diagnostiikka perustuu? Tutkimustuloksia peilataan CeLLifen tietokantaan, joka on todennäköisesti yksi maailman suurimmista. Se pohjautuu Tampereen yliopistolla vuonna 2019 aloitettuun laajaan kennojen tutkimushankkeeseen. Tietokantaan on reilussa neljässä vuodessa kertynyt dataa yli puolesta miljoonasta kennosta ja se siirtyi vuonna 2022 yhtiöitetyn CeLLifen käyttöön.
“Vertaamme mittausdataa näihin aiempiin tuloksiin ja tämän perusteella pystymme kertomaan mittaustuloksista mitä ne käytännössä tarkoittavat. Järjestelmämme skaalautuu ja oppii paremmaksi matkan varrella, kun kennoista kertyvää dataa vielä jalostetaan tekoälyn avulla”, kertoo Messo.
HaaS/Saas-pohjaista Teknologiaa voidaan käyttää kaikkien akkukemioiden ja -mallien testaukseen, eli eri akkutyypeille ei tarvitse omaa mittauslaitetta. CeLLifen mittauslaite on kevyt, tabletti-tyyppinen ja kaikissa mittauksissa käytetään samaa tietokantaa. CeLLifen teknologia on laajasti kansainvälisesti patentoitu.
Teknologian juuret sähköverkon diagnostiikassa
Akkujen massatestauksen teknologian juuret juontuvat sähköverkon diagnostiikkaan, jota Messo ja Luhtala tutkivat vuosien ajan Tampereen yliopistolla. Siinä vikatilanteiden havaitseminen, niiden analysointi ja niihin reagointi tapahtuvat elegantisti millisekunneissa.
CeLLife perustettiin kun he oivalsivat, että sähköverkkopuolella käytettyä teknologiaa voi soveltaa myös akkujen testaukseen, jossa on valtava kysyntä luotettaville ja nopeille ratkaisuille.
“Niin kuin sähköverkossakin, myös akuissa vika voi johtua monesta syystä. Esimerkiksi anodi tai katodi ovat voineet ikääntyä tai elektrolyytissä on voinut tapahtua muutoksia, jotka vaikeuttavat litiumionien kulkemista”, Luhtala havainnollistaa.
Turvallisuus huipputasoa
Tehtaan prosessissa turvallisuus on otettu erittäin vakavasti huomioon, koska akut ovat lähtökohtaisesti vaarallisia.
“Turvallisuuden perustana on tietysti se, että otamme tehtaalle vastaan vain valikoituja kennotyyppejä, epämääräiset hikipajoissa valmistetut tuotteet jätetään suosiolla ulkopuolelle. Itse prosessissa kennot kulkevat tätä tarkoitusta varten kehitetyillä alustoilla niin, etteivät ne missään kohtaa pääse kontaktiin toistensa kanssa”, Luhtala kuvailee.
Lisätietoja:
Toimitusjohtaja Roni Luhtala, roni.luhtala@cellife.fi
+358 40 076 4773
Hallituksen puheenjohtaja Marko Tulonen, marko.tulonen@cellife.fi
+358 40 508 9848
CeLLife
CeLLife Technologies Oy on uraauurtava syväteknologian startup, joka on erikoistunut edistyneeseen akkudiagnostiikkaan, mittausteknologiaan ja laadunvalvontaan akkuteollisuudelle.
CeLLifen tarjonnassa keskeinen osa on patentoitu tekoälyyn pohjautuva mittausteknologia, jota pidetään maailman nopeimpana ja tarkimpana akkujen mittausteknlogiana. Tämä tekniikka mahdollistaa akkukennojen, moduulien ja järjestelmien nopean ja tarkan analyysin sekunneissa
CeLLifen innovatiivinen lähestymistapa mullistaa akun suorituskyvyn arvioinnin ja laadunvalvonnan mm. uusiutuvan energian varastoinnin, sähköajoneuvojen ja kannettavan elektroniikan aloilla.
Älykkään ja digitaalisen akkumittausteknologian edelläkävijänä CeLLife Technologies Oy on sitoutunut parantamaan akkuteolllisuuden tehokkuutta ja turvallisuutta innovatiivisilla ratkaisuillaan.
Vuonna 2022 perustetun yrityksen pääpaikka on Tampereella ja sen juuret ovat Tampereen yliopiston laajassa nopean mittausteknologian tutkimuksessa.