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Neue Festkörperbatterien Für Elektrofahrzeuge Der Nächsten Generation
Neue Festkörperbatterien Für Elektrofahrzeuge Der Nächsten Generation

Video: Neue Festkörperbatterien Für Elektrofahrzeuge Der Nächsten Generation

Video: Festkörperbatterien - Zukunft des E-Autos und mehr! | Breaking Lab 2022, Dezember
Anonim

Genau um diese Zeit im letzten Jahr redeten alle plötzlich von der Festkörperbatterietechnologie, als ob sie der Schlüssel zur Einführung einer neuen Generation von Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite, schnelleren Ladezeiten und einem niedrigeren Aufkleberpreis wäre, die alle senden würden Gasmobile, die sich auf den Schrottplatz der Automobilgeschichte drehen. Nun, reden ist billig. Andererseits, Geldgespräche, und im Moment haben sowohl Ford als auch BMW etwas zu sagen mit einer neuen Investitionsrunde der Serie B in Höhe von 130 Millionen US-Dollar in das Solid-State-Batterieunternehmen Solid Power.

Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge
Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge

Ford und BMW setzen auf Festkörperbatterien, um eine neue Generation von Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite, schnellerem Laden und günstigeren Kosten anzutreiben.

Was ist die ganze Aufregung über Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge?

Normale alte Lithium-Ionen-Batterien haben Millionen von Autofahrern auf der ganzen Welt die Freuden der emissionsfreien Mobilität nahegebracht. Aber ohne zu tief ins Unkraut zu graben, sagen wir einfach, dass die Technologie etwas komplexer ist, als sie sein könnte. Eine schlankere Architektur könnte Gewicht und Größe reduzieren, die Leistung verbessern und die Kosten auf einen Schlag senken.

Der Kostenfaktor ist besonders wichtig. Trotz deutlicher Verbesserungen in den letzten Jahren ist die Batterie der mit Abstand teuerste Teil eines Elektrofahrzeugs.

Batterieforscher haben aus genau diesem Grund die Festkörpertechnologie im Auge behalten. Der Teufel steckt im Detail, aber 2017 rechnete das US-Energieministerium damit, dass die Festkörperbatterietechnologie im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien bessere Chancen auf den Sieg im Rennen um die Erschwinglichkeit hatte. (Anmerkung der Redaktion: Dem widersprechen verschiedene Branchenakteure. Die Antwort von ihnen lautet seit langem: „Okay, Sie denken, Sie haben etwas Besseres? Zeigen Sie es uns.“Es scheint, dass wir noch mindestens Jahre von einer kommerziell wettbewerbsfähigen Solidität entfernt sind -State-Batterieprodukt. In der Zwischenzeit wird erwartet, dass Lithium-Ionen-Batterien immer besser, billiger und schwerer zu konkurrieren sind.)

Das Rennen um die Dominanz von Festkörper-EV-Batterien ist eröffnet

Im vergangenen Jahr hat CleanTechnica einige interessante neue Forschungen zu Festkörperbatterien zur Kenntnis genommen, um den optimistischen Ausblick des Energieministeriums für die Technologie zu unterstützen. Dazu gehörte ein neuer Forschungsvertrag zwischen der University of Texas und dem Startup EnergyX, der interessant ist, denn wer hätte gedacht, dass Texas ein Hotspot für die Erforschung von EV-Batterien der nächsten Generation ist.

Es sieht so aus, als ob die Autoindustrie nicht darauf wartet, dass das Labor fertig gekocht hat. Volkswagen Group und Toyota haben bereits angekündigt, in Solid-State-Technologie zu investieren, und letzten Monat hat BMW der Welt entgangen, dass Solid-State-Batterien in seiner neuen Neuen Klasse, die bis Mitte des Jahrzehnts auf den Markt kommen soll, im Mittelpunkt stehen würden.

Offenbar war das nicht nur ein Scherz. Die neue Investition von 130 Millionen US-Dollar in EV-Batterien mit Ford verschafft BMW einen Anteil am US-amerikanischen Hersteller von Festkörperbatterien Solid Power. Die neue Finanzierungsrunde fließt auch in die Investmentgruppe Volta Energy Technologies ein, die eine Forschungsvereinbarung mit dem Argonne Laboratory des Energieministeriums hat, das tief in das Innenleben der Festkörpertechnologie eintaucht.

Gruppenumarmung für US-Steuerzahler und auch für die Kreislaufwirtschaft

Interessant! Das Forschungsabkommen von Argonne sieht Ressourcen im Besitz der Steuerzahler vor, um den Solid-State-Code zu knacken und die Technologie eher früher als später in den Massenmarkt zu bringen. Argonne führte Anfang des Jahres ein solches Beispiel an:

„Unter Verwendung der ultrahellen Röntgenstrahlen der Advanced Photon Source, einer Benutzereinrichtung des US-Energieministeriums im Argonne National Laboratory des DOE, beobachtete ein Forschungsteam kürzlich die interne Entwicklung der Materialien in Festkörper-Lithiumbatterien, wie sie waren geladen und entladen. Diese detaillierten 3D-Informationen können dazu beitragen, die Zuverlässigkeit und Leistung der Batterien zu verbessern, die feste Materialien verwenden, um die brennbaren flüssigen Elektrolyte in bestehenden Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen.“

Ups - haben sie gerade das F-Wort fallen gelassen? Ja das taten sie. Um es klar zu sagen, sie bedeuten nicht, dass ein flüssiger Elektrolyt spontan Feuer fängt. Das Problem der Entflammbarkeit wurde größtenteils aus herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien erfolgreich entwickelt. Das Problem besteht darin, dass die Sicherheitstechnik zusätzliche Kosten und Komplexität mit sich bringt, die durch die Verwendung eines festen Materials anstelle einer Flüssigkeit vermieden werden könnten.

Auch den Kreislaufwirtschaftswinkel hat BMW genau im Blick. Die Solid-State-Technologie ergänzt die erneute Betonung des Automobilherstellers auf die Nachhaltigkeit des gesamten Fahrzeuglebenszyklus.

„Wir haben einen klaren Fahrplan, um die Transformation unserer Branche in den kommenden Jahren zu einem echten Wettbewerbsvorteil für BMW zu machen: kompromisslos elektrisch, digital und zirkulär“, sagte Oliver Zipse, Vorstandsvorsitzender der BMW AG, in einer Pressemitteilung früher in diesem Jahr.

„Die Batteriezelle der Zukunft wird leistungsstark, sicher, kostengünstig und recycelbar sein – von der Materialauswahl bis zur Recyclingfähigkeit nach dem Einsatz im Fahrzeug“, betonte BMW in einer Pressemitteilung, die seinen Anteil an der Solid Power-Investition ankündigte.

Mehr Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge für BMW & Ford

Ford hat 2019 erstmals Geld in Solid Power investiert, und die neue Investitionsrunde von 130 US-Dollar festigt sein Vertrauen in Solid Power, um die Waren zu liefern.

„Festkörperbatterien sind vielversprechend. Sie verzichten auf den flüssigen Elektrolyten herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien, können leichter sein, haben eine höhere Energiedichte und bieten mehr Reichweite und geringere Kosten“, erklärt Ford. „Solid Power, das Festkörperbatteriezellen auf Sulfidbasis verwendet, hat seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, alle Festkörperbatterien der nächsten Generation zu produzieren und zu skalieren, die dafür ausgelegt sind, Elektrofahrzeuge mit größerer Reichweite, niedrigeren Kosten und sichereren Elektrofahrzeugen unter Verwendung vorhandener Lithium-Ionen-Batterien anzutreiben Infrastruktur zur Batterieherstellung.“

„Festkörperbatterietechnologie ist wichtig für die Zukunft von Elektrofahrzeugen, und deshalb investieren wir direkt in sie und beschleunigen Fords interne Forschung und Entwicklung zur Batterietechnologie der nächsten Generation“, fügt Fords Chief Product Platform and Operations Officer hinzu., Hau Thai-Tang.

Das könnte eher früher als später passieren. Die neue Vereinbarung, die die vorherige Zusammenarbeit zwischen Ford, BMW und Solid Power aus dem letzten Jahr nutzt, sieht die Lieferung von vollwertigen Solid Power-Zellen an Ford ab 2022 vor. BMW plant ein Demonstratorfahrzeug „deutlich vor“2025, auf dem Weg zur vollen Serie Produktion bis 2030.

Perfektes Timing für das Elektrofahrzeug der Zukunft

Die Ankündigung der neuen Batterietechnologie für Elektroautos durch BMW und Ford ist eine eindringliche Bestätigung für den Übergang von Gasmobilen zu Elektrofahrzeugen. Es kommt zu einem guten Zeitpunkt, denn die Intertubes haben mit einer neuen Umfrage über Leute, die in den EV-Markt einsteigen und ihn dann verlassen, brummt.

Die Studie von Forschern der University of California-Davis befasste sich mit dem Problem der Einstellung von Elektrofahrzeugen, d. h. Menschen, die ein Plug-in-EV kaufen, aber dann beim Kauf eines anderen Autos wieder auf Benzin zurückgreifen.

„Damit der Marktanteil von Plug-in-Elektrofahrzeugen (PEVs) weiter wächst und 100 % der Neuwagenverkäufe erreicht, müssen Anwender der Technologie, die PEVs zunächst kaufen, diese bei späteren Käufen weiterhin auswählen“, so die Forscher erklären.

Laut der Umfrage griffen 18% der Besitzer von reinen Elektrofahrzeugen und 20% der Besitzer von Plug-in-Hybriden wieder auf Gas zurück und zitierten: „Unzufriedenheit mit dem Ladekomfort, andere Fahrzeuge im Haushalt, die weniger effizient sind, keine Stufe 2 (240 Volt) zu Hause laden, weniger Haushaltsfahrzeuge haben und nicht männlich sein.“

Das war nur eine Umfrage, die nur EV-Fahrer in Kalifornien umfasste. Ein Bericht von JD Power Anfang dieses Jahres kam jedoch zu ähnlichen Ergebnissen. Der Bericht stellte fest, dass „von den frühen Anwendern, die ein Elektrofahrzeug besitzen, 82% sagen, dass sie ‚definitiv‘ erwägen, in Zukunft ein weiteres Elektrofahrzeug zu kaufen“, was bedeutet, dass 18% der derzeitigen Elektrofahrzeugbesitzer zumindest erwägen, beim nächsten Mal wieder auf Benzin zu setzen wenn sie auf dem Markt für ein anderes Auto sind.

Auf der positiven Seite fand der JD Power-Bericht eine starke Korrelation zwischen der Zufriedenheit von Elektrofahrzeugen, der Batteriereichweite und der Verfügbarkeit öffentlicher Ladestationen.

Die Festkörperbatterietechnologie kann nicht viel gegen dieses Nicht-Männlich-Sein tun, aber das Versprechen einer EV-Batterie mit größerer Reichweite und schnellerer Aufladung würde einen großen Beitrag zur Lösung einiger dieser anderen Probleme und der Pläne von Präsident Biden leisten für das Aufpumpen des nationalen EV-Ladenetzes würde den Deal besiegeln.

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