vooruitgang op het gebied van batterijtechnologie is van cruciaal belang voor de aanhoudende groei op de markt voor energieopslag, en analisten uit de energiesector zeggen dat deze vooruitgang ook nodig is om e-mobiliteit vooruit te helpen en klimaatverandering te bestrijden. De transportsector is verantwoordelijk voor het grootste aandeel van de Amerikaanse uitstoot van broeikasgassen, net voor de opwekking van energie, volgens de U. S. Environmental Protection Agency., Lithium-ion batterijen zijn het product van de keuze voor elektrische voertuigen (EV) fabrikanten, en verschillende groepen werken aan het verbeteren van de huidige batterijtechnologie, samen met de ontwikkeling van nieuwe bronnen van goedkope, snel opladen batterijen. Dit omvat het Vehicle Technologies Office (VTO), onderdeel van het Amerikaanse Ministerie van energie (DOE) in het Office of Energy Efficiency & hernieuwbare energie. De VTO coördineert activiteiten met het us Advanced Battery Consortium (USABC); de USABC in juli kondigde de toekenning van een $2.,4 miljoen contracten met het Worcester Polytechnic Institute in Worcester, Massachusetts, om een programma te leiden voor de ontwikkeling van goedkope, snelladende Batterijen voor EV-toepassingen.
” De lithiummarkt staat nog in de kinderschoenen. Het gaat exploderen naar de bovenkant,” Andrew Bowering, oprichter, directeur en financieel officier van American Lithium, vertelde POWER. “Luister maar eens naar Elon Musk die vandaag praat over de hoeveelheid energieopslag en-opwekking die nodig is om de wereldwijde transportvloot te elektrificeren. Het net, en stationaire stroom, is een andere enorme onderneming zelf., Lithium wordt het belangrijkste onderdeel van de wereldwijde elektrische vloot. Dat komt omdat het licht is, klein, en zijn buitenste elektron gemakkelijk afscheidt. Niets vervangt lithium in ons leven waar mobiliteit vereist is.”
1. Tesla kijkt naar verbeteringen in de batterijtechnologie voor elektrische voertuigen (EVs) om de kosten van de kenmerkende EVs van het bedrijf te verlagen. Hoffelijkheid: Tesla
Musk heeft geld gestoken in batterijtechnologie (figuur 1), met het oog op het verlagen van de kosten van de elektrische voertuigen van zijn bedrijf., Musk, spreken op Tesla ‘ s “Battery Day” op Sept. 22, zei een nieuwe generatie van EV-batterijen zal krachtiger zijn, zal langer duren, en half zo duur als de huidige cellen van het bedrijf. Musk zei zijn bedrijf nieuwe en grotere cilindrische cellen zal vijf keer meer energie, zes keer meer macht, en 16% groter rijbereik—hoewel hij zei dat de volledige productie is ongeveer drie jaar weg.
” we hebben geen betaalbare auto. Dat is iets wat we in de toekomst zullen hebben. Maar we moeten de kosten van de batterijen naar beneden,” Musk zei., EV industrie onderzoekers hebben gezegd dat prijspariteit, of het punt waarop EV ‘ s zijn gelijk in waarde aan interne verbranding-aangedreven voertuigen, wordt bereikt wanneer batterijpakketten kosten $100/kWh. EV adviesbureau Cairn Energy Research Advisors zei dat de batterijpakketten van Tesla vorig jaar $156/kWh kosten.
” Nieuwe batterijconfiguraties van Tesla en anderen zullen de komende jaren allemaal gebaseerd zijn op lithium-ion,” zei Bowering. “Verbeteringen in batterijconfiguraties zullen de capaciteit, levensduur, betrouwbaarheid en uiteindelijk de kosten beïnvloeden., Deze verbeteringen zullen de investeringen in elektrische voertuigen en elektrificatie verder stimuleren.”
daartoe zei Musk op Battery Day dat Tesla batterijcellen zou produceren in zijn fabriek in Brandenburg, Duitsland, wat Musk de Berlijnse fabriek van Tesla noemt, hoewel de fabriek 30 mijl van Berlijn verwijderd is. “Ja, we gaan cellen produceren in Berlijn. Yep, ” Musk zei op Battery Day., Analisten, hoewel, merkte op dat Tesla de huidige vergunning aanvraag om de faciliteit te exploiteren omvat niet de productie van cellen, en die analisten zei ook dat de Duitse regering waarschijnlijk zou willen herzien die plannen.een definitief besluit over de herziene vergunning van Tesla voor de fabriek—waar Tesla jaarlijks 500.000 EV ‘ s wil produceren—wordt in December verwacht., Musk zei dat verbeteringen in batterijen verdere technische doorbraken zou vereisen, hoewel hij heeft aangeboden dat verlagingen van de kosten van batterijen (gedreven door productieverbeteringen) zou zijn bedrijf in staat stellen om de markt een $25.000 EV, die hij heeft gezegd is belangrijk om zijn doel van de jaarlijkse verkoop van 20 miljoen voertuigen te bereiken. De prijs is $ 10.000 tot $ 15.000 onder de huidige gemiddelde prijs van de minst dure Tesla model, het model 3. Volgens het huidige tijdschema voor de productie in de Brandenburgerfabriek moeten de eerste voertuigen in juli 2021 van de assemblagelijn komen. Tesla op Sept., 24 zei dat het zou moeten beginnen met een nieuw goedkeuringsproces voor de productie van batterijen, en vanaf begin oktober geen tijdlijn voor deze applicatie is openbaar gemaakt.
Musk besprak een droogcoatingproces in zijn opmerkingen van September. Dit proces, ontwikkeld door onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Instituut voor materiaal-en Straaltechnologie IWS, coat elektroden met een droge film in plaats van vloeibare chemicaliën. Het proces bespaart energie en elimineert giftige oplosmiddelen., Maxwell Technologies, een in San Diego, Californië gevestigd bedrijf dat begin 2019 door Tesla werd overgenomen voor $200 miljoen, werkt aan een droge elektrode-technologie. Maxwell vorig jaar zei dat de elektrode maakt een energiedichtheid van meer dan 300 Wh/kg in de huidige demonstratiecellen, en het bedrijf heeft gezegd dat het ziet een pad naar meer dan 500 Wh / kg. Die niveaus zouden een grote verbetering zijn ten opzichte van de huidige batterijcellen van Tesla, waardoor een groter bereik mogelijk is. Maxwell vorig jaar zei dat de technologie zou resulteren in een 10% tot 20% kostenbesparing ten opzichte van state-of-the-art natte elektroden, terwijl potentieel verdubbeling van de levensduur van de batterij., Samen met partner Panasonic verwacht Tesla geld, tijd en fabrieksruimte te besparen met de technologie van zijn dochteronderneming.
een deel van de kostenbesparingen van Tesla zou afkomstig zijn van de productie van lithium op een locatie in Nevada in de buurt van de zogenaamde Gigafactory van het bedrijf. Musk vertelde aandeelhouders van het bedrijf op Battery Day dat Tesla heeft verzekerd van rechten op 10.000 acres in Nevada, waar het lithium zou produceren uit klei deposito ‘ s met behulp van een proces ontwikkeld door het bedrijf. Indien succesvol, zou Tesla het eerste bedrijf in de wereld zijn dat commercieel lithium uit klei produceert.,
Lithium is tot op heden geproduceerd uit pekel, meestal gevonden in Zuid-Amerika, of spodumeen hardrock, meestal gevonden in Australië. Nevada heeft verschillende lithium klei projecten in ontwikkeling, met inbegrip van de Thacker Pass project van Lithium Americas Corp. (LAC), die is op zoek naar federale vergunning goedkeuring voor meer dan een decennium. LAC ontwikkelt ook het Cauchari-Olaroz project in Jujuy, Argentinië. Een ander Nevada ontwikkelingsproject wordt geleid door ioneer Ltd. LAC heeft gezegd dat het lithium uit klei kan halen door middel van een proces dat zure uitspoeling omvat., Tesla zei dat er geen zuur in zit.”Tesla onderschrijft de lithiumkleistenen,” zei Bowering. “Tesla ingenieurs zijn over de hele planeet al jaren op zoek naar lithium bronnen. Ze maken nu een weddenschap op Nevada … heeft een aantal sedimentaire lithium afzettingen die de toekomst van lithium mijnbouw en in een mijnbouw-vriendelijke omgeving. Nevada ligt bovenop een grote caldera van supervulkanen die de sedimenten bevolkten met mineerbare concentraties van lithium zoals nergens anders in het land.,”
Tesla zei dat het plan in Nevada inhoudt het mengen van klei met keukenzout en vervolgens het toevoegen van water. Het bedrijf zei dat het proces veroorzaakt een reactie waarbij het zout zou uitlogenmet lithium, en het lithium dan zou worden geëxtraheerd. De overgebleven klei zou terug in de grond worden gelegd om de milieuschade te beperken, net als de huidige praktijk van de mijnbouw om gesteente terug te brengen naar de aarde nadat mineralen zijn gewonnen.,”It’ s a very sustainable way of obtaininglithium, ” said Musk, who did not say where in Nevada the company had obtained the lithium rights or whether development has started. Bowering zei voortgezet gespannen relaties tussen de VS en China, die het wereldwijde aanbod van lithium en batterij productie domineert, betekent dat de VS moet haar eigen lithium reserves te ontwikkelen en het opvoeren van de batterij productie om te voldoen aan de vraag.
“Chinese-VS relaties gaan verdere investeringen en ontwikkeling in binnenlandse VS stimuleren, lithium productie, kathode productie, en batterij productie, ” Bowering zei. “De VS produceert momenteel 2% van de benodigde lithium. Naarmate de vraag toeneemt, is een binnenlandse bron nodig.”Bowering zei:” de VS moet binnenlandse productie van Li-ion batterijen hebben, of het zal net zo afhankelijk worden van deze nieuwe energiebron als het ooit was op buitenlandse olie.”
—Darrell Proctor is associate editor voor POWER (@POWERmagazine).