Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Akumulatory wykorzystujące ciało stałe zastąpić mają Li-Ion w elektromobilności

ghost666 04 Nov 2021 12:54 693 4
  • Akumulatory wykorzystujące ciało stałe zastąpić mają Li-Ion w elektromobilności
    Technologia akumulatorów opartych na ciele stałym staje się coraz lżejszą, potencjalnie bezpieczniejszą alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych, które obecnie wykorzystywane są do zasilania pojazdów elektrycznych. Jakkolwiek ogniwa litowo-jonowe poczyniły istotne postępy pod względem kosztów i gęstości mocy oraz oferowanego zasięgu jazdy, alternatywy stałe, prezentowane na tegorocznym Web Summit, obiecują oferować lepszą sprawności i większe bezpieczeństwo.

    Akumulatory wykorzystujące ciało stałe zastąpić mają Li-Ion w elektromobilności
    Douglas Campbell
    Firma Solid Power, producent akumulatorów do pojazdów elektrycznych, zachwalała na konferencji nowe podejście do budowy ogniw, jako sposób na zwiększenie wydajności, ograniczenie emisji i poprawę niezawodności układów napędowych pojazdów elektrycznych. Douglas Campbell (na zdjęciu po prawej), założyciel i dyrektor generalny firmy, twierdzi, że Solid Power opracowała realną alternatywę dla ogniw litowo-jonowych o zwiększonej gęstości energii i wyższym poziomie bezpieczeństwa. Konstrukcja ta zastępuje ciekły elektrolit opartym na siarce, stałym materiałem przewodzącym jony. Może być również wytwarzany na tych samych liniach produkcyjnych, które są używane do produkcji ogniw Li-ion.

    "Akumulator litowo-jonowy zwykle musi być utrzymywany w temperaturze około 30 do 35 stopni Celsjusza" powiedział Campbell podczas prezentacji. Ciepło "pogarsza żywotność tego ogniwa". Dlatego producenci pojazdów elektrycznych integrują systemy chłodzenia z zestawami akumulatorów. To podejście "jest głównym czynnikiem generującym koszty" dodał Campbell. "Dobrą zasadą jest to, że koszt chłodzenia takiego pakietu stanowi około 10 procent całkowitego kosztu akumulatora EV, co nie jest pomijalne".



    Innym istotnym aspektem nowych ogniw, jakie pokazuje firma jest bezpieczeństwo. Campbell podkreślił, że akumulatory litowo-jonowe mogą być niezwykle niebezpieczne, gdy są nadużywane. "Na YouTube nie brakuje filmów, w których można zobaczyć, jak ogniwa przegrzewają się, gdy są nieodpowiednio traktowane. Problem polega na tym, że gdy z ogniwem litowo-jonowym dzieje się coś złego, na przykład jest przebijane, zasadniczo ogniwo zwiera się. Fizycznie dotykasz katody i anody. Ogniwo więc chce natychmiast uwolnić całą zgromadzoną energię, co generuje ciepło i zasadniczo doprowadza do zapłonu ciekłego elektrolitu".

    W przypadku akumulatorów stałych, łatwopalny ciekły elektrolit w konwencjonalnym akumulatorze litowo-jonowym został zastąpiony opatentowanym, stałym elektrolitem siarczkowym. Zwolennicy twierdzą, że sprawia to, że baterie z elektrolitem w postaci "ciała stałego" są bardziej stabilne, a tym samym bezpieczniejsze w szerokim zakresie temperatur. Ponadto technologia stałego elektrolitu może zapewnić nawet 75-procentowy wzrost gęstości energii w porównaniu z akumulatorami litowymi, dzięki czemu konstrukcja zestawu akumulatorów jest tańsza i mniej energochłonna, a równocześnie zgodna z obecnymi procesami produkcyjnymi.

    "Podobnie jak przy produkcji ogniw litowo-jonowych, do zakładu trafiają materiały w postaci proszku" powiedział Campbell. Materiały aktywne oraz elektrolity w postaci sproszkowanej są następnie przetwarzane na duże partie ciekłego roztworu, a następnie włączane do struktury ogniw. "To, czego nie potrzebujemy, to proces formowania, który stanowi około 30 do 35 procent wydatków kapitałowych związanych z typową fabryką".

    Firma Solid Power w swoim zakładzie w Louisville, obecnie produkuje ogniwa o pojemności 2 amperogodziny (Ah) o gęstości energii 320 watogodzin/kg, planując zwiększenie pojemność ogniw do 100 Ah i gęstości energii do 500 Wh/kg. Konstrukcja ogniw trzeciej generacji akumulatorów może wyeliminować kosztowne metale, takie jak nikiel i kobalt, zapewniając 90-procentowy spadek kosztów katody, eliminując jeden z najdroższych składników systemu.

    Źródło: https://www.eetimes.com/solid-state-batteries-bid-to-replace-li-ion-in-evs/

    Cool? Ranking DIY
    Kamery 3D Time of Flight - zastosowania w przemyśle. Darmowe szkolenie 16.12.2021r. g. 10.00 Zarejestruj się
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10678 posts with rating 9001, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • #2
    Krzysztof Kamienski
    Level 43  
    Duchu, reedytuj te wypociny Google Translatora. Artykuł ciekawy, ale zdrowo w tekście nabredzone :cry:

    ghost666 wrote:
    Akumulator litowo-jonowy zwykle musi być utrzymywana w temperaturze około 30 do 35 stopni Celsjusza" powiedział Campbell podczas prezentacji. Ciepło "pogarszażywotność tego ogniwa". Dlatego producenci pojazdów elektrycznych integrują systemy chłodzenia z zestawami akumulatorów. To podejście "jest głównym czynnikiem generującym koszty" dodał Campbell. "Dobrą zasadą jest to, że koszt chłodzenia takiego pakietu stanowi około 10 procent całkowitego kosztu akumulatora EV, co nie jest pomijalne".
  • #3
    pawelr98
    Level 39  
    Jeśli poszukamy strony firmy, to jedyne co mamy to "inwestorzy" i "kariera".
    Dosyć ubogo jak na firmę, która próbuje zrobić rewolucję.

    Jeśli wejdziemy do zakładki "dla inwestora" to jest trochę danych na temat tych ogniw.
    Dowiadujemy się, że napięcie pracy wynosi 2.5-4.1/4.2V, a trwałość to 20% spadku pojemności dla 800-1100 cykli.

    Akumulatory wykorzystujące ciało stałe zastąpić mają Li-Ion w elektromobilności
    Jeśli popatrzymy natomiast na grafiki w nich zawarte, to dowiadujemy się dodatkowo, że współczynnik Wh/L (gęstość energii w przeliczeniu na jednostkę objętości) jest zbliżony do obecnej technologii dla opcji "ekonomicznej".
    Co nam to mówi ? Że o ile bateria jest lżejsza od Li-ion, to żeby była pojemniejsza, musi być większa rozmiarowo.

    Czyli w takim telefonie zalet raczej zbyt dużych nie będzie, poza może lepszą trwałością.
    W samochodzie elektrycznym trzeba będzie się przygotować na większe gabaryty. Jeśli np. Tesla powie "dajcie nam te baterie" to w tej samej przestrzeni pod podłogą można upchać praktycznie tą samą pojemność co wcześniej. Nie ma zysku z pojemności, jest na redukcji masy pojazdu i ewentualnie trwałość + koszta.

    Pytanie w tym momencie jest, jakie będą koszty produkcji tychże ogniw.
    Bo jak rozumiem, ten 90% spadek kosztów, to właśnie dla tego ogniwa po prawej oznaczonego "ultra low cost". Pytanie ile kosztują te po lewej, lepsze zarówno pod kątem masy jak i gabarytów.

    Z marketingu trzeba natomiast wydobyć słowa klucze:

    Quote:
    planując zwiększenie pojemność ogniw do 100 Ah i gęstości energii do 500 Wh/kg. Konstrukcja ogniw trzeciej generacji może wyeliminować kosztowne metale, takie jak nikiel i kobalt, z konstrukcji ogniwa, zapewniając 90-procentowy spadek kosztów budowy – akumulatorów, eliminując jeden z najdroższych składników systemu.


    To co jest po lewej na wykresie, twierdzą że mają i jest to podparte badaniami w udostępnionych PDF-ach (czyli zakładamy, że istnieje i działa). To co po prawej, to twierdzą że im się uda (czyli dajcie nam pieniądze i jakoś to będzie).
    Ja byłbym bardzo sceptyczny wobec takich "skoków" rzędu 100%.
  • #4
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Być może ta technologia rozwinie się bardziej i o ile tak jak @pawelr98 piszesz dla "elektryków" większej różnicy nie ma to dla np. magazynów energii gdzie jest to praca stacjonarna i z brakiem miejsca w większości nie ma problemu może być to "pieśń przyszłości".
  • #5
    pawelr98
    Level 39  
    Poczekamy, zobaczymy.
    Trochę już takich firm było i kończyło się to często naciąganiem danych na temat dostępnej technologii by zdobyć pieniądze od inwestorów.

    Tesla jako duża firma też bardzo często stosuje tą taktykę.

    Jak te ogniwa zaczną trafiać do jakichkolwiek sprzętów i będzie je można normalnie pomierzyć, to wtedy będziemy mieli pewność.

    Chyba że się mylę i mamy jakieś niezależne badania tych ogniw, tudzież trafiły one do jakichś poważnych firm zajmujących się wykorzystywaniem tego typu ogniw.
    W zakładce "dla inwestora" mamy badania dot. zachowania się ogniw podczas przeładowania, zwarcia i przebicia.
    Czyli to zostało sprawdzone przez firmę zewnętrzną.
    Natomiast wszystkie wykresy dotyczące trwałości mają dopisek "Source: Company data".
    Nie ma więc niezależnych testów tejże technologii.