fremskridt inden for batteriteknologi er afgørende for den fortsatte vækst på markedet for energilagring, og analytikere fra energiindustrien siger, at disse fremskridt også er nødvendige for at bevæge e-mobilitet fremad og bekæmpe klimaændringer. Transportsektoren tegner sig for den største andel af amerikanske drivhusgasemissioner, lige foran elproduktion, ifølge US Environmental Protection Agency., Lithium – ion-batterier har været det foretrukne produkt for producenter af elektriske køretøjer (EV), og flere grupper arbejder på at forbedre den nuværende batteriteknologi sammen med at udvikle nye kilder til billige, hurtige opladningsbatterier. Det omfatter Vehicle Technologies Office( VTO), en del af det amerikanske energiministerium (DOE) på kontoret for energieffektivitet & vedvarende energi. VTO koordinerer aktiviteterne med US Advanced Battery Consortium (USABC); USABC annoncerede i Juli tildelingen af en $2.,4 millioner kontrakt til Polyorcester Polytechnic Institute i Massorcester, Massachusetts, for at lede et program til udvikling af billige, hurtige opladningsbatterier til EV-applikationer.
“lithiummarkedet er i sin spædbarn. Det vil eksplodere til hovedet, ” sagde Andre.bo .ering, grundlægger, direktør og finansdirektør for amerikansk Lithium, til Po .er. “Bare lyt til Elon Musk i dag tale om mængden af energilagring og generation, der kræves for at elektrificere den globale transportflåde. Nettet og stationær strøm er en anden massiv virksomhed selv., Lithium vil være den primære komponent i den elektriske globale flåde. Det er fordi det er let, lille og kaster sin ydre elektron let. Intet erstatter lithium i vores levetid, hvor mobilitet er påkrævet.”
1. Tesla ser på forbedringer i batteriteknologi til elektriske køretøjer (elbiler) for at reducere omkostningerne ved virksomhedens signatur elbiler. Høflighed: Tesla
Musk har hældt penge i batteriteknologi (Figur 1) med et øje mod at reducere omkostningerne ved hans virksomheds EV ‘ er., Musk, taler på Teslas “Batteridag” den Sept. 22, sagde en ny generation af EV-batterier vil være mere kraftfulde, vil vare længere og være halvt så dyre som virksomhedens nuværende celler. Musk sagde, at hans virksomheds nye og større cylindriske celler vil give fem gange mere energi, seks gange mere strøm og 16% større driving range—selvom han sagde, at fuld produktion er omkring tre år væk.
“Vi har ikke en overkommelig bil. Det er noget, vi vil have i fremtiden. Men vi er nødt til at få omkostningerne ved batterier ned, ” sagde Musk., EV-industriforskere har sagt, at prisparitet, eller det punkt, hvor EV ‘ er er ens i værdi til forbrændingsmotorer, nås, når batteripakker koster $100/k .h. EV konsulentfirma Cairn Energy Research Advisors sagde, at Teslas batteripakker kostede $ 156 / k .h sidste år.
“nye batterikonfigurationer af Tesla og andre vil alle være baseret på lithium-ion i de kommende år,” sagde Bo .ering. “Fremskridt inden for batterikonfigurationer vil påvirke kapacitet, levetid, pålidelighed og i sidste ende koste., Disse forbedringer vil drive investeringer i elbiler og elektrificering yderligere.”
Med henblik herpå sagde Musk på Batteridagen, at Tesla ville fremstille battericeller på sit anlæg i Brandenburg, Tyskland, hvad Musk kalder Teslas Berlin-anlæg, selvom anlægget er 30 miles fra Berlin. “Ja, Vi fremstiller celler i Berlin. Yep, ” sagde Musk på Batteridagen., Analytikere bemærkede dog, at Teslas nuværende tilladelsesansøgning til at betjene anlægget ikke inkluderer celleproduktion, og disse analytikere sagde også, at den tyske regering sandsynligvis vil gennemgå disse planer.
en endelig beslutning om Teslas reviderede tilladelse til anlægget—hvor Tesla ønsker at producere 500.000 EV ‘ er årligt—forventes i December., Moskus sagde, at forbedringer i batterier, ville kræve yderligere tekniske gennembrud, selv om han har tilbudt, at reduktioner i omkostninger til batterier (drevet af produktion forbedringer), ville gøre det muligt for hans virksomhed at markedsføre en $25.000 EV, som han har sagt, der er vigtigt for at nå sit mål om en årlig omsætning på 20 millioner køretøjer. Prisen er $ 10.000 til $ 15.000 under den nuværende gennemsnitspris på den billigste Tesla-model, Model 3. Den nuværende tidslinje for fremstilling på Brandenburg-anlægget kræver, at de første køretøjer kommer ud af samlebåndet i Juli 2021. Tesla den Sept., 24 sagde, at det skulle starte en ny godkendelsesproces for batteriproduktion, og fra begyndelsen af oktober er der ikke offentliggjort nogen tidslinje for denne applikation.
Musk diskuterede en tørbelægningsproces i sine kommentarer fra September. Denne proces, udviklet af forskere ved Tysklands Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology i .s, frakker elektroder med en tørfilm i stedet for flydende kemikalier. Processen sparer energi og eliminerer giftige opløsningsmidler., Maxwell Technologies, en San Diego, Californien-baserede selskab, der er erhvervet af Tesla i begyndelsen af 2019 for $200 millioner, arbejder på en tør elektrode teknologi. Ma..ell sidste år sagde, at dens elektrode muliggør en energitæthed på mere end 300 .h/kg i nuværende demonstrationsceller, og virksomheden har sagt, at den ser en vej til mere end 500 .h/kg. Disse niveauer ville være en stor forbedring i forhold til Teslas nuværende battericeller, hvilket muliggør længere rækkevidde. Ma..ell sidste år sagde, at dens teknologi ville resultere i en omkostningsreduktion på 10% til 20% i forhold til avancerede våde elektroder, mens den potentielt fordobler batteriets levetid., Tesla forventer sammen med partner Panasonic at spare penge, tid og fabriksplads ved hjælp af datterselskabets teknologi.en del af Teslas omkostningsbesparelser ville komme fra at producere lithium på et sted i Nevada nær virksomhedens såkaldte Gigafactory. Musk fortalte selskabets aktionærer på Battery Day, at Tesla har sikret rettigheder til 10,000 acres i Nevada, hvor det ville producere lithium fra leraflejringer ved hjælp af en proces udviklet af virksomheden. Hvis det lykkes, ville Tesla være det første firma i verden, der kommercielt producerer lithium fra ler.,
Lithium til dato er blevet produceret enten fra saltlage, for det meste findes i Sydamerika, eller spodumene hård rock, normalt findes i Australien. Nevada har flere lithium ler projekter under udvikling, herunder Thacker Passere projekt fra Lithium Amerika Corp. (LAC), der har søgt føderal tilladelse godkendelse i mere end et årti. LAC udvikler også Cauchari-Olaro. – projektet i Jujuy, Argentina. Et andet Nevada-udviklingsprojekt overvåges af ioneer Ltd. LAC har sagt, at det kan udtrække lithium fra ler gennem en proces, der involverer syre udvaskning., Tesla sagde, at dens proces ikke vil involvere syre.
“Tesla godkendte lithium claystones,” sagde Bo .ering. “Tesla-ingeniører har i årevis kigget på lithiumkilder. De satser nu på Nevada … har flere sedimentære lithiumaflejringer, der er fremtiden for lithiumminedrift og i et minedrift-venligt miljø. Nevada sidder på toppen af en større caldera af super vulkaner, der befolket sedimenterne med minable koncentrationer af lithium som intet andet sted i landet.,”
Tesla sagde, at dens plan i Nevada involverer blanding af ler med bordsalt og derefter tilsætning af vand. Virksomheden sagde, at processen forårsager en reaktion, hvor saltet ville udvaskes med lithium, og lithium derefter ville blive ekstraheret. Den resterende ler ville blive sat tilbage i jorden for at afbøde miljøskader, ligesom den nuværende mineindustri praksis med at returnere sten til jorden efter mineraler udvindes.,
“det er en meget bæredygtig måde at opnå lithium på,” sagde Musk, der ikke sagde, Hvor i Nevada virksomheden havde opnået lithiumrettighederne, eller om udviklingen er startet. Bowering sagde fortsatte anspændte forhold mellem USA og Kina, der dominerer den globale forsyning af lithium og batteri produktion, betyder, at USA skal udvikle sine egne lithium reserver og intensivere sit batteri produktion for at imødekomme efterspørgslen.
“forbindelserne mellem Kina og USA vil drive yderligere investeringer og udvikling i det indenlandske USA, lithium produktion, katode produktion, og batteri produktion, ” bo .ering sagde. “USA producerer i øjeblikket 2% af det krævede lithium. Efterhånden som efterspørgslen stiger, kræves en indenlandsk kilde.”Bo .ering sagde: “USA skal have indenlandsk produktion af Li-ion-batterier, eller det vil blive så afhængig af denne nye energikilde, som den engang var på udenlandsk olie.”
—Darrell Proctor er associeret redaktør for PO .er (@Po .ermaga .ine).