Kompakt tystnad – det är det svar Elektroniktidningen får när vi ställer tekniska frågor till Northvolt om varför volymproduktionen av battericeller i Skellefteå vägrar ta fart.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

Företaget ligger två år efter tidsplanen och finansiärerna har fått kalla fötter till den grad att Northvolt tvingats börja spara genom att bromsa sin långsiktiga utveckling. 

Mest dramatiskt: en avdelning på 300 personer för utveckling av eget aktivt katodmaterial har tvingats pausa sitt arbete. Det meddelade Northvolt början av september. Northvolt hade redan tidigare avblåst en planerad katodmaterialfabrik i Borlänge och lagt ner en utvecklingsavdelning i USA.

Kärnproblemet är att produktionen av battericeller i Skellefteå inte håller tillräckligt högt tempo.

Varför? Maskinerna är på plats, recepten är testade. Men någonting har inte fungerat enligt plan och tidsschemat har havererat. Northvolt har förlorat en stororder från BMW på att inte hinna leverera. 

Northvolt är inte ensamt. Panasonic meddelade i september för tredje gången ett datum – ta i trä – för att inleda volymproduktion av den tjocka cylindercell 4680 vars produktions­problem bland annat sinkar utrullningen av Teslas Cybertruck. Elon Musk har beordrat sin egen 4680-produktionsavdelning att till slut leverera volymer eller lägga ner. LG, CATL, Samsung och SK kämpar på sina håll.

Det är nog inte bara Elektroniktidningen som grubblar över exakt hur Northvolts problem ser ut rent tekniskt. Så vi har pratat med kemidoktorn Kristofer Fredin som nyss startat en tvåårig onlineutbildning i batteri­teknik. Han har ett förflutet bland annat på Uppsalas battericellsexpert Lifesize och innan han blev batteriexpert på konsulten Knightec jobbade han fyra år på Northvolt som projektledare.

Kristofer Fredin

– I och med att jag har jobbat med batterier på R&D-nivå tidigare så kan jag förstå problematiken som ingenjörerna brottas med.

Han känner inte till vilka problem Northvolt har på sin produktionslina. Och visste han skulle han inte berätta. Däremot vet han en del om hur utmaningarna ser ut generellt. 

I slutet av augusti publicerade han en liten inblick på Linkedin. Elektroniktidningen ringde upp och bad om mer. 

– Ja, jag vill jättegärna sprida kunskap om fältet. Det är det jag jobbar med. 

På Linkedin berättade han hur fysikens ­lagar sätter krokben. Du kan inte öka produktionen genom att bara vrida upp hastigheten på löpande bandet. Slurryn – en smet av aktiva material, bindemedel och tillsatser – passerar en spalt som förs framåt av valsar. Ändrar du hastigheten ändras ­slurryns ­viskositet vilket påverkar hur slurryn smetas ut över substratet – och i slutänden battericellens egenskaper.

– Det långt ifrån säkert att en slurry som är utvecklad för en beläggning av x meter per minut fungerar tillfredställande för x+1 meter per minut.

Det finns inget enkelt samband. Du måste testa dig fram till en ny blandning. 

– Avvägningen mellan att ta det steg för steg eller att ta större steg, med större risk, är uppenbart inte helt lätt men det handlar säkerligen om ett större antal itereringar.

En skillnad mot problemen med 4680 är att den är en helt ny formfaktor med helt nya sorters utmaningar.

Northvolt har tvärtom använt beprövade metoder och recept, och anlitat personer med stor erfarenhet. Kopierat så mycket som möjligt för att spara tid och minska risken. 

– Northvolts utmaning är inte att uppfinna någonting nytt. Man vill minska R&D-fasen så mycket som det bara går. Man har tagit in alla experter man kan. Man har ett beprövat koncept från början.

– Northvolts utmaning ligger i att skala. 

Vad är det som inte gått att kopiera?

– Först och främst är nog slutrecept hemliga.

”Receptet” är inte bara de aktiva materialen och smeten, slurryn, som adderar bindemedel, lösningsmedel och tillsatser. Receptet är även processparametrarna – tider, hastigheter, doseringar, tjocklekar, inställningar på maskiner, att ingredienserna blandas på kontrollerade sätt.

Till och med valet av leverantör spelar roll, och vilket material man köper in – mikrometerstora partiklar som har olika form beroende på tillverkare. 

Varje liten skillnad i receptet får fysiska konsekvenser för batteriets egenskaper och livslängd. Varje ändring kräver nya tester och utvärderingar.

– Nu spekulerar jag såklart, men inte ens om Northvolt haft tillgång till ett recept så är det säkert att de skulle kunna kopiera det rakt av eftersom ingen anläggning är helt identisk med en annan.

När kinesiska batterijättar sätter upp egna fabriker i Europa – då har de lättare att ”kopiera” sina egna recept?

– Det skulle jag absolut gissa i och med att de redan har implementerat processen. De har gått igenom stegen och vet att de har någonting som funkar.

Northvolt har själv haft som uttalad plan att bygga efterföljande fabriker som kopior av Skellefteå Ett. Å andra sidan har den strategin nackdelen att den kan avstå från förbättringsmöjligheter.

– Vill Northvolt hänga kvar inom industrin så kommer de att behöva implementera förändringar.

Trimningen av processen kan inte ske i Northvolts FoU-anläggning i Västerås. Den använder andra, mindre maskiner. Labs i Västerås levererar visserligen inte bara prototyper, utan användbara celler. Men den gör heller inte riktig massproduktion.

– Den är någonstans däremellan. Den ger Northvolt ett lite bättre recept att utgå ifrån i Skellefteå. Den kan ge ett hum om initial­parametrar. 

– Det är en mycket bättre väg än att gå direkt från prototyp till volymtillverkning vilket skulle kräva många fler itereringar.

Northvolt har lagt utvecklingen av eget aktivt katodmaterial (KAM) på is. 

Är problemet att de inte fått sin egen KAM att fungera i receptet?

– Det kan naturligtvis finnas flera flaskhalsar. Men min tolkning är att egen tillverkning av KAM varit för långsam för att matcha önskad produktion av battericeller. 

– Jag har visserligen inte sett något specifikt uttalande om att det är KAM som varit flaskhalsen att rampa upp volymen. Men eftersom det vore så pass värdefullt att ha det inhouse kan jag egentligen inte se något ­annat skäl till varför det läggs på is.

Att därefter i framtiden byta till egen KAM – vilket är planen – är inget som kommer att kunna göras i en handvändning.

– Det kräver som sagt att både att både kemin och processerna valideras och godkänns. Det är möjligt att göra det, men är inget som görs över en natt. 

Batteriets livslängd är en särskild utmaning när du itererar fram nya recept. Det är lätt att mäta den initiala kapaciteten.

– Men hur vet vi säkert att cellen möter upp önskad livstid? Man sitter i en trade-off. Det är en utmaning att göra smarta tester som är så pass långa så att de ger noggranna data, men samtidigt så pass korta att det blir tidseffektivt.

Det är inte bara battericellstillverkning som är nytt i Europa. Hela ekosystemet saknas. Northvolt får klara sig på egen hand på ett annat sätt än de etablerade asiaterna. I Kina har batteriekosystemet teknikbyar där du kan få tag alla typer av tjänster och komponenter om hörnet.

– Det finns ingen infrastruktur i Europa kring batterier ännu. 

Under den här pionjärtiden måste ­Northvolt söka sig utanför Europa.

– Om tio till femton år så finns det förhoppningsvis inte bara battericellstill­verkare utan även systemtillverkare, och även en infrastruktur för utrustning, testning, utveckling, kemisk industri, gruvor – allt runtomkring.

Detta förstås givet att Northvolt och övriga europeiska projekt faktiskt blir framgångsrika. Just nu är rubrikerna mörka för Northvolt.

– Det ligger mycket i vågskålen. Om man hypotetiskt antar att Europa misslyckas med att bygga en industri så kommer Europa vara beroende av Kina om 10–15 år.

– Det är en jätterisk. Om vi inte löser det här, så sitter vi i framtiden i ett mycket, mycket större problem. Det är ett problem som vi passar vidare till våra barn och barnbarn.

– Som jag ser det är det Northvolt som kommit överlägset längst i Västeuropa. De har kontrakt, bra finansiering – trots allt – och bra stöttning. Om Northvolt mot förmodan skulle misslyckas så kan jag inte tänka mig att någon annan kommer att kunna lyckas.