I progressi nella tecnologia delle batterie sono fondamentali per continuare la crescita nel mercato dello stoccaggio dell’energia, e gli analisti del settore energetico dicono che questi progressi sono necessari anche per portare avanti l’e-mobility e combattere i cambiamenti climatici. Il settore dei trasporti rappresenta la quota maggiore delle emissioni di gas serra degli Stati Uniti, appena prima della produzione di energia, secondo l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti., Le batterie agli ioni di litio sono state il prodotto di scelta per i produttori di veicoli elettrici (EV) e diversi gruppi stanno lavorando per migliorare la tecnologia delle batterie attuali, insieme allo sviluppo di nuove fonti di batterie a basso costo e a ricarica rapida. Ciò include il Vehicle Technologies Office (VTO), parte del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) nell’Ufficio di efficienza energetica & Energie rinnovabili. Il VTO coordina le attività con gli Stati Uniti Advanced Battery Consortium (USABC); l’USABC nel mese di luglio ha annunciato l’assegnazione di un $2.,4 milioni di contratto al Worcester Polytechnic Institute di Worcester, Massachusetts, per condurre un programma per sviluppare a basso costo, batterie fast-charge per applicazioni EV.
” Il mercato del litio è agli inizi. Sta per esplodere al rialzo”, ha detto a POWER Andrew Bowering, fondatore, direttore e responsabile finanziario di American Lithium. “Basta ascoltare Elon Musk oggi parlare della quantità di accumulo di energia, e la generazione, necessaria per elettrificare la flotta di trasporto globale. La griglia, e il potere stazionario, è un’altra massiccia impresa stessa., Il litio sarà il componente principale della flotta globale elettrica. Questo perché è leggero, piccolo e getta facilmente il suo elettrone esterno. Nulla sostituisce il litio nella nostra vita in cui è richiesta la mobilità.”
1. Tesla sta esaminando miglioramenti nella tecnologia delle batterie per veicoli elettrici (EV) al fine di ridurre il costo dei veicoli elettrici firmati dall’azienda. Per gentile concessione: Tesla
Musk ha versato denaro nella tecnologia delle batterie (Figura 1), con un occhio verso la riduzione del costo dei veicoli elettrici della sua azienda., Musk, parlando al “Battery Day” di Tesla a settembre. 22, ha detto una nuova generazione di batterie EV sarà più potente, durerà più a lungo, ed essere la metà costoso come celle attuali della società. Musk ha detto che le nuove e più grandi celle cilindriche della sua azienda forniranno cinque volte più energia, sei volte più potenza e 16% maggiore driving range, anche se ha detto che la produzione completa è di circa tre anni di distanza.
“Non abbiamo un’auto a prezzi accessibili. Questo è qualcosa che avremo in futuro. Ma dobbiamo ridurre il costo delle batterie”, ha detto Musk., I ricercatori del settore EV hanno affermato che la parità di prezzo, o il punto in cui i veicoli elettrici sono uguali in valore ai veicoli alimentati a combustione interna, viene raggiunta quando i pacchi batteria costano $100/kWh. La società di consulenza EV Cairn Energy Research Advisors ha affermato che i pacchi batteria di Tesla costano last 156/kWh l’anno scorso.
” Le nuove configurazioni della batteria di Tesla e di altri saranno tutte basate sugli ioni di litio per gli anni a venire”, ha affermato Bowering. “I progressi nelle configurazioni della batteria influiranno sulla capacità, sulla durata, sull’affidabilità e, in definitiva, sui costi., Questi miglioramenti spingeranno ulteriormente gli investimenti nei veicoli elettrici e nell’elettrificazione.”
A tal fine, Musk al Battery Day ha detto che Tesla avrebbe prodotto celle di batteria nel suo stabilimento di Brandeburgo, in Germania, quello che Musk chiama l’impianto di Berlino di Tesla, anche se l’impianto si trova a 30 miglia da Berlino. “Sì, produrremo celle a Berlino. Sì, ” Musk ha detto il giorno della batteria., Gli analisti, tuttavia, hanno notato che l’attuale domanda di permesso di Tesla per gestire l’impianto non include la produzione di celle, e quegli analisti hanno anche detto che il governo tedesco probabilmente vorrebbe rivedere quei piani.
Una decisione finale sul permesso rivisto di Tesla per l’impianto—dove Tesla vuole produrre 500.000 veicoli elettrici all’anno—è prevista a dicembre., Musk ha detto che i miglioramenti nelle batterie richiederebbero ulteriori scoperte tecniche, anche se ha offerto che le riduzioni del costo delle batterie (guidate da miglioramenti della produzione) consentirebbero alla sua azienda di commercializzare un EV da EV 25.000, che ha detto è importante per raggiungere il suo obiettivo di vendite annuali di 20 milioni di veicoli. Il prezzo è di $10.000 a $15.000 al di sotto del prezzo medio corrente del modello Tesla meno costoso, il modello 3. L’attuale calendario per la produzione nello stabilimento di Brandeburgo prevede che i primi veicoli escano dalla catena di montaggio a luglio 2021. Tesla il settembre., 24 ha detto che avrebbe dovuto iniziare un nuovo processo di approvazione per la produzione di batterie, e all’inizio di ottobre nessuna linea temporale per questa applicazione è stata resa pubblica.
Musk ha discusso un processo di rivestimento a secco nei suoi commenti di settembre. Questo processo, sviluppato dai ricercatori del Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS della Germania, ricopre gli elettrodi con un film secco invece di sostanze chimiche liquide. Il processo consente di risparmiare energia ed elimina i solventi tossici., Maxwell Technologies, una società con sede a San Diego, in California, acquisita da Tesla all’inizio del 2019 per million 200 milioni, sta lavorando a una tecnologia a elettrodo secco. Maxwell l’anno scorso ha detto che il suo elettrodo consente una densità di energia di oltre 300 Wh/kg nelle celle dimostrative attuali, e la società ha detto che vede un percorso a più di 500 Wh/kg. Questi livelli sarebbero un grande miglioramento rispetto alle attuali celle della batteria di Tesla, consentendo una maggiore autonomia. Maxwell lo scorso anno ha detto che la sua tecnologia si tradurrebbe in una riduzione dei costi dal 10% al 20% rispetto agli elettrodi bagnati all’avanguardia, mentre potenzialmente raddoppiava la durata della batteria., Tesla, insieme al partner Panasonic, prevede di risparmiare denaro, tempo e spazio di fabbrica utilizzando la tecnologia della sua controllata.
Parte dei risparmi sui costi di Tesla deriverebbe dalla produzione di litio in un sito in Nevada vicino alla cosiddetta Gigafactory dell’azienda. Musk ha detto agli azionisti della compagnia il giorno della batteria che Tesla ha ottenuto i diritti su 10.000 acri in Nevada dove avrebbe prodotto litio da depositi di argilla utilizzando un processo sviluppato dalla società. In caso di successo, Tesla sarebbe la prima azienda al mondo a produrre commercialmente litio da argilla.,
Il litio fino ad oggi è stato prodotto da salamoia, principalmente trovata in Sud America, o spodumene hard rock, di solito trovato in Australia. Nevada ha diversi progetti di argilla al litio in fase di sviluppo, tra cui il progetto Thacker Pass da Lithium Americas Corp. (LAC), che è stato alla ricerca di autorizzazione federale approvazione per più di un decennio. LAC sta inoltre sviluppando il progetto Cauchari-Olaroz a Jujuy, in Argentina. Un altro progetto di sviluppo del Nevada è supervisionato da ioneer Ltd. LAC ha detto che può estrarre il litio dall’argilla attraverso un processo che coinvolge la lisciviazione acida., Tesla ha detto che il suo processo non coinvolgerà l’acido.
“Tesla ha approvato i lithium claystones”, ha detto Bowering. “Gli ingegneri Tesla sono stati in tutto il pianeta per anni alla ricerca di fonti di litio. Ora stanno facendo una scommessa sul Nevada has ha diversi depositi sedimentari di litio che sono il futuro dell’estrazione del litio e in un ambiente favorevole all’estrazione mineraria. Nevada si trova sulla cima di una grande caldera di super vulcani che popolavano i sedimenti con concentrazioni minabili di litio come in nessun’altra parte del paese.,”
Tesla ha detto che il suo piano in Nevada prevede la miscelazione di argilla con sale da cucina e quindi l’aggiunta di acqua. La società ha detto che il processo provoca una reazione in cui il sale sarebbe percolare fuori con litio, e il litio poi sarebbe stato estratto. L’argilla rimanente verrebbe rimessa nel terreno per mitigare i danni ambientali, proprio come l’attuale pratica dell’industria mineraria di restituire la roccia alla terra dopo l’estrazione dei minerali.,
“È un modo molto sostenibile per ottenere il litio”, ha detto Musk, che non ha detto dove in Nevada la società aveva ottenuto i diritti al litio o se lo sviluppo è iniziato. Bowering ha detto che le continue relazioni tese tra gli Stati Uniti e la Cina, che domina l’offerta globale di produzione di litio e batterie, significa che gli Stati Uniti devono sviluppare le proprie riserve di litio e aumentare la produzione di batterie per soddisfare la domanda.
“Le relazioni tra Cina e Stati Uniti guideranno ulteriori investimenti e sviluppo negli Stati Uniti domestici, produzione di litio, produzione di catodi e produzione di batterie”, ha detto Bowering. “Gli Stati Uniti attualmente producono il 2% del litio richiesto. Con l’aumentare della domanda, è necessaria una fonte interna.”Bowering ha detto,” Gli Stati Uniti hanno bisogno di avere la produzione nazionale di batterie agli ioni di litio, o diventerà dipendente da questa nuova fonte di energia come una volta era sul petrolio straniero.”
—Darrell Proctor è editore associato per il POTERE (@POWERmagazine).