Planta de producción de Forge Battery
Producción avanzada de celdas de iones de litio con tecnología Atomic Armor™
Forge Battery
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Morrisville, Carolina del Norte, EE. UU.
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2023-2024
Subvención de 100 millones de dólares del Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos
Densidad energética de 300 Wh/kg gracias al revestimiento Atomic Armor de Forge Nano
Planta de fabricación de baterías con capacidad de 2 GWh anuales
La instalación fabricará celdas de batería de iones de litio 21700 y 18650 utilizando materiales recubiertos con la tecnología de superficie Atomic Armor™ de Forge Nano, diseñada para alcanzar una densidad energética de 300 Wh/kg con mayor seguridad y una vida útil prolongada. Hatch apoyó a Forge Battery en la elaboración del paquete de diseño FEED (DFP) para la integración de una planta de fabricación de celdas de batería con capacidad anual de 2 GWh. Este alcance abarcó todo el proceso de producción, así como la integración y los sistemas de balance de planta (BOP), además de las instalaciones y la infraestructura. La contribución de Hatch fue decisiva para que Forge Battery obtuviera una subvención de 100 millones de dólares del Departamento de Energía (DOE) de EE. UU.
El alcance de trabajo incluyó:
- Proceso de producción: diseño e integración del equipo principal de fabricación y de los sistemas auxiliares requeridos para la producción de celdas de batería. El proceso se basa en un diseño probado, escalado a partir de las instalaciones operativas de Forge Nano en Colorado.
- Balance de planta (instalaciones/sistemas): diseño de toda la infraestructura de apoyo necesaria para las operaciones de producción, incluida la distribución eléctrica. Infraestructura no relacionada con el proceso (almacenamiento, oficinas, despacho/recepción y modificaciones al edificio) para adaptarse a los requisitos de diseño y operación.
Desafíos
&El principal desafío era escalar rápidamente desde las operaciones de I+D a una planta de fabricación comercial de baterías totalmente integrada y de alto volumen.
Los planos detallados de ensamblaje de celdas de batería aún estaban en desarrollo al inicio del proyecto, lo que requería definiciones tempranas para respaldar un diseño de fabricación escalable.
La disciplina presupuestaria era crítica, ya que Forge Battery avanzaba en el proyecto mientras conseguía capital privado y financiamiento federal.
La instalación seleccionada resultó insuficiente, y era necesario diseñar una estructura adicional con espacio limitado para expansión.
Soluciones
Hatch aprovechó su probado conjunto de herramientas de ingeniería de procesos para definir requisitos de producción escalables, lo que redujo significativamente el riesgo de implementación durante la transición de Forge Battery hacia la fabricación masiva.
Los expertos de Hatch en diseño de celdas de batería y procesos actuaron como especialistas en la materia, avanzando en las definiciones de ensamblaje a nivel de producto gracias a su amplia experiencia en la transición de I+D a la comercialización.
Hatch trabajó en estrecha colaboración con la directiva de Forge Battery para refinar el alcance en torno a prioridades críticas con el fin de maximizar el valor de los entregables y apoyar los objetivos de inversión privada y financiamiento federal dentro del presupuesto.
Hatch se coordinó con el contratista de la instalación para desarrollar conceptos que se ajustaran al espacio disponible y proporcionaran el área de procesos necesaria para la producción de celdas de batería.
Aspectos destacados
Se habilitó una transición exitosa para Forge Battery desde la planificación de I+D hasta la producción a escala de gigafábrica mediante un paquete de diseño FEED totalmente integrado.
Se entregó un proceso de producción de punta a punta y la integración del balance de planta para respaldar una instalación de fabricación de celdas de batería con una capacidad anual de 2 GWh.
Se avanzó en las definiciones de ensamblaje de celdas a nivel de producto aprovechando la amplia experiencia en comercialización para mitigar riesgos de implementación a gran escala.
El trabajo de Hatch apoyó directamente a Forge Battery en la exitosa obtención de 100 millones de dólares en financiamiento del Departamento de Energía (DOE) de EE. UU.
“El disciplinado proceso FEL 2/3 de Hatch, que comienza con la ingeniería de procesos y se extiende a la definición de los requisitos de la planta y la selección de equipos de fabricación de baterías, entregó exactamente la claridad que necesitaba nuestra startup de baterías cilíndricas. Su enfoque disciplinado y su orientación confiable fueron invaluables durante una iniciativa compleja y en rápida evolución”.
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