«Норникель» открыл в Санкт-Петербурге Батарейный технологический центр. Здесь будут производить современные компоненты для аккумуляторов, необходимые для электротранспорта и электротехники. После серии массовых взрывов в Ливане пейджеров и телефонов, где взрывчатка, по предварительным данным, находилась, скорее всего, как раз в аккумуляторах, сейчас безопасность любого устройства находится под вопросом. Поэтому наладить своё собственное производство мощных батарей — это важно не только с точки зрения экономики, но и национальной безопасности.
По заверениям специалистов «Норникеля», технологии компании уже сейчас позволяют изготавливать катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов. В Центре смогли довести объёмы производства от нескольких десятков граммов за одну операцию синтеза до нескольких десятков килограммов. Причём это собственная разработка. Похвастаться подобными технологиями сейчас могут только США, Китай и Германия, которые являются основными мировыми производителями литий-ионных аккумуляторов. Поэтому план максимум — потеснить с отечественного рынка Китай, который резко нарастил в 2023 году производство и экспорт батарей, и сейчас занимает до 80% отечественного рынка.
От лаборатории до своего завода
Всё началось в конце 2022 года, когда «Норникель» приобрёл специализированную электрохимическую лабораторию в Санкт-Петербурге, где находился весь цикл сборки и электрохимического тестирования батарейных аккумуляторов. На базе этой лаборатории компания стала создавать свой батарейный технологический центр. С тех пор «Норникель» инвестировал в разработку новых продуктов уже около 30 млн долларов, и готов финансировать проект и дальше.
«Норникель» дооснастил оборудованием для синтеза никельсодержащих катодных активных материалов
Как подчеркнул вице-президент по инновациям «Норникеля» Виталий Бусько, эти капиталовложения рассматриваются как важный элемент глобальной стратегии компании по расширению технологических компетенций. Новый центр сосредоточится на разработке и исследованиях батарейных материалов на базе уникального по российским меркам технологического оборудования, позволяющего осуществлять весь цикл синтеза и тестирования в специализированных условиях.
Создание аккумуляторов начинается с добычи и обогащения руд, содержащих ключевые металлы — никель, кобальт, марганец и литий. Полученные концентраты растворяются и очищаются, в результате чего получаются соли металлов. Сульфаты никеля, кобальта и марганца смешиваются в заданной пропорции и помещаются в реактор, где в контролируемых условиях происходит синтез прекурсора, промежуточного продукта для создания катодного материала. Сам же катодный материал получается после того, как изготовленный в реакторе прекурсор смешивается с гидроксидом лития и обжигается. Полученное вещество используется для изготовления катодов литий-ионных аккумуляторов. Такая батарея состоит, кроме катода, ещё из углеродного анода, сепаратора, отделяющего его от катода, а также из электролита и корпуса, в котором всё это размещается.
Пока в центре есть возможность синтезировать только лабораторные объёмы катодных материалов с использованием никеля, кобальта, марганца и лития. При этом качество разработок было подтверждено независимыми лабораториями, в том числе расположенными в Китае.
Сбор аккумуляторной ячейки в «сухой комнате»
«На данный момент мы прошли два этапа: от получения десятков граммов катодных материалов за синтез до десятка килограммов, — рассказал Forbes Виталий Бусько. — Согласно мировым практикам, следующим этапом должно стать строительство пилотной установки для производства 10 т материала в год. Дальше идёт этап строительства полноценного завода, который сможет производить до 10 000 т в год. В целом мы оцениваем потребность российского рынка в катодных активных материалах в 10 000 т к 2030 году, в то время как спрос на мировом рынке составит миллионы тонн».
По словам Виталия Бусько, строительство пилотной установки может занять 2–2,5 года. После чего может стартовать проект по строительству полноценного завода, ежегодная мощность которого будет доходить как раз до тех самых 10 000 тонн катодных материалов. На его создание с нуля в компании отводят около пяти-шести лет.
«Ориентир до 2030 выбран неслучайно. Строительство такого рода завода — это длительный процесс. Если посчитать, сколько времени уйдёт на проектирование, получение разрешений, строительство, пуско-наладку, то это как раз и займёт три-четыре года, к этому добавится время на принятие инвестиционных решений», — отметил вице-президент «Норникеля».
Энергоэффективная коллаборация с «Росатомом»
При этом в «Норникеле» подчёркивают, что производством самих аккумуляторов заниматься не планируют. В этом направлении «Норникель» может поддержать «Росатом». К тому же обе компании уже анонсировали сотрудничество в этом направлении. Так с атомщиками планируется совместный проект по добыче лития на Колмозерском месторождении. Мощность СП «Полярный литий», созданного двумя промышленными гигантами, оценивается в 45 000 т гидроксида лития в год. В этом проекте «Норникель» может использовать свои компетенции в области добычи полезных ископаемых, а «Росатом» — технологии производства энергоячеек для сборки аккумуляторов, а также своё присутствие на ряде внешних рынков для продажи конечной продукции дружественным странам, прежде всего накопителей для энергетического и промышленного секторов. Получается, что «Норникель» будет отвечать за производство катодных материалов, «Росатом» — за сбор конечной продукции и батарей. К тому же у госкомпании для этого есть все компетенции и ресурсы: «Росатом» сейчас строит завод производству литий-ионных автомобильных аккумуляторов мощностью 4 Гвт/ч в год в Калининградской области.
В лаборатории работают около 40 научных сотрудников
На сегодняшний день Батарейный технологический центр уже располагает собственной технологией получения активных катодных материалов для аккумуляторов. Среди характеристик, которые сами разработчики хотят добиться от батареи и уже их применяют к создаваемым катодным материалам — увеличение ёмкости и стабильности. Это увеличит время эксплуатации, в случаях с электромобилями — дальность поездки, а также исследователи «Норникеля» стремятся сократить в несколько раз время зарядки аккумулятора. «Условно, чтобы аккумулятор позволял электромобилю проезжать без подзарядки не 1000 км, а 2000 км и заряжаться за 15 минут», — поясняет Виталий Бусько.
Для этого в Центре изучают возможности создания новых видов аккумуляторов, в том числе натрий-ионных. Такие батареи лучше подходят для эксплуатации в условиях низких температур и содержат никель. Но у них есть и недостаток: их энергоёмкость и ресурс ниже, чем у литий-ионных систем. Поэтому сейчас во всём мире ведутся дополнительные исследования для совершенствования технологии, чтобы, помимо применения в стационарных объектах, натрий-ионные аккумуляторы можно было бы установить в электромобилях. В перспективе же команда центра из 40 научных сотрудников планирует приступить к разработке твёрдотельных батарей, использующих твёрдый электролит.
Для самого «Норильского никеля» коммерциализация ноу-хау его научно-исследовательских подразделений означает не только расширение продаж выпускаемых им цветных и драгоценных металлов, но и формирование для них новых рынков. Всё это позитивно отразится на операционных и финансовых показателях компании, если, конечно, производство заработает до 2030 года в промышленных масштабах.
Егор Петров
