Как работает гигафабрика, производящая аккумуляторы LG Energy Solution для Tesla и Toyota

Новая реальность гигафабрики в Мичигане: от электромобилей до систем хранения энергии

Гигафабрика корейского технологического гиганта в Лансинге, штат Мичиган, поражает своими масштабами: ее длина достигает почти 800 метров, а ширина - 400 метров. Этот ультрасовременный комплекс площадью более 260 000 квадратных метров обошелся более чем в 2 миллиарда долларов. Внутри царит почти стерильная, клиническая атмосфера. Освещенные ярким белым светом коридоры кажутся бесконечными, а большую часть работы выполняют роботизированные системы и автоматические транспортные средства (AGV), перевозящие сырье под наблюдением инженеров.

Изначально этот объект планировался как совместное предприятие Ultium Cells между компаниями GM и LGES для выпуска автомобильных аккумуляторов. Однако из-за замедления темпов роста рынка электромобилей в США и отмены некоторых федеральных субсидий, концерн GM в прошлом году продал свою долю. Теперь здесь единолично господствуют аккумуляторы LG Energy Solution. Подобные реструктуризации и распады альянсов в последнее время всколыхнули всю американскую индустрию, затронув такие партнерства, как Ford и SK On, GM и Samsung SDI, а также Stellantis и LGES.

Спасательный круг для завода: спрос на системы ESS и технология LFP

Несмотря на временное охлаждение автомобильного сектора, гигафабрика получила второе дыхание благодаря стремительному росту спроса на промышленные системы накопления энергии (ESS). В них массово нуждаются современные дата-центры для искусственного интеллекта и энергетические компании. Кроме того, LGES стала одной из первых компаний, перенесших производство литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов на территорию США. Хотя в коммерциализации LFP сейчас доминирует Китай, сама технология была разработана в Америке еще в 1990-х годах.

Компания ожидает, что ее североамериканское подразделение систем накопления энергии LGES Vertech выйдет на прибыльность уже в четвертом квартале этого года. Этому способствует модернизация американской энергосети и интеграция возобновляемых источников энергии.

Контракты с лидерами индустрии: Tesla и Toyota

Завод в Лансинге начал выпуск призматических LFP-элементов для систем хранения энергии Tesla в рамках масштабного контракта на сумму 4,3 миллиарда долларов, подписанного в прошлом году. Также предприятие будет поставлять накопители для местной энергетической компании DTE Energy.

В то же время производитель не отказывается от автомобильного сектора. На линиях гигафабрики изготавливают никель-марганец-кобальтовые (NMC) элементы питания для будущего крупного электрического кроссовера Toyota Highlander. Ожидается, что эти же аккумуляторы со временем получат родственные трехрядные модели Subaru Getaway и премиальный Lexus TZ.

Перенастройка линий по выпуску автомобильных батарей на стационарные ESS оказалась непростой задачей. Руководство предприятия отмечает, что покрытие для LFP-элементов толще, а сам технологический процесс имеет существенные отличия, что потребовало установки нового оборудования и длительной сертификации.

Внутри стерильного производства LFP-элементов

Процесс создания батарей кардинально отличается от традиционной автосборки. Здесь нет шума металла или классического конвейера. В цехах царит идеальная чистота, отсутствуют какие-либо запахи или пыль. Поскольку аккумуляторы чрезвычайно чувствительны к загрязнениям, посетители обязаны носить защитные комбинезоны, очки, шапочки и специальную обувь, проходя несколько этапов очистки сжатым воздухом.

Основные этапы производства включают:

• Нанесение покрытия (Coating): активная катодная масса в виде влажной суспензии наносится на металлические листы.
• Каландрирование (Calendering): прессование слоев для достижения точной и равномерной толщины.
• Сушка (Drying): полное удаление остатков влаги.
• Формирование (Formation): первый цикл зарядки и разрядки для активации химических процессов.
• Дегазация (Degassing): удаление газов, образующихся во время первичной активации.

Готовые тонкие прямоугольные LFP-пакеты упаковывают в контейнеры и отправляют на другой завод компании в Холланде, штат Мичиган, где их собирают в готовые блоки ESS. Интересно, что несмотря на локализацию производства в США, сырье для катодов все равно импортируется из Индонезии и Китая.

Взгляд в будущее: натрий-ионные технологии и твердотельные батареи

LGES совместно с General Motors ведет разработку элементов с высоким содержанием марганца (LMR). Они требуют значительно меньше дорогого никеля и кобальта. Ожидается, что с 2028 года такие батареи будут устанавливать на внедорожники и пикапы GM, обеспечивая запас хода более 640 км по цене бюджетных LFP-пакетов.

Также компания готовится к производству аккумуляторов нового перспективного формата 46-серии для электромобилей на своем новом заводе в Аризоне. Они позволят сократить время быстрой зарядки до 10 минут.

Параллельно разрабатываются натрий-ионные аккумуляторы для стационарных систем хранения энергии, где лидером сейчас является китайская CATL. Что касается твердотельных батарей для электрокаров, то здесь специалисты LGES настроены скептически. Главным препятствием остается сложность массового производства больших форматов. По мнению экспертов, твердотельные источники питания сначала появятся в смартфонах и спецтехнике, и только через десятилетие станут массовыми на рынке электромобилей.