Новая батарея на расплавах солей работает при низкой температуре
С ростом популярности возобновляемых видов энергии увеличивается и потребность в нестандартных решениях ее хранения. Одно из них — батарея на расплавах солей, дающая преимущества, которых нет у литиевых аккумуляторов. Ученым из США удалось обойти ряд недостатков такой батареи и добиться существенного сокращения себестоимости, а также увеличить емкость по сравнению с существующими аналогами. Технология может быть готова к коммерциализации через 5-10 лет.
Для обеспечения чистой энергией потребностей больших городов необходимо запасать огромные объемы энергии, и дорогие литиевые аккумуляторы — не лучший вариант. Батареи на расплавах солей — более экономичное решение, но требует поддержания высокой температуры. Это и решили изменить специалисты Сандийской национальной лаборатории.
Натрий-серный аккумулятор, лежащий в основе их изобретения, обычно работает при 270–350 °C, рассказывает New Atlas. Конструкция, предложенная учеными, состоит из жидкого металлического натрия, находящегося на противоположной стороне керамического сепаратора, отделяющего жидкую смесь йодида натрия и хлорида галлия, которая выступает католитом. Когда батарея разряжает энергию, происходит химическая реакция, которая выделяет ионы натрия и электроны, проходящие сквозь сепаратор и вырабатывающие с другой стороны расплав йодида.
Эта натриево-серная батарея работает при температуре всего 110 °C. В лабораторных условиях она проработала в течение восьми месяцев. За это время ее зарядили и разрядили свыше 400 раз. Более того, ее электродвижущая сила составляет 3,6 вольта, что, по словам ученых, примерно на 40% больше, чем у коммерчески доступных моделей. На практике это означает, что у аккумулятора будет выше плотность энергии.
Теперь ученые намерены заняться снижением себестоимости батареи. Этого можно добиться заменой хлорида галлия, который примерно в 100 раз дороже столовой соли. Технология, по их мнению, может быть готова к коммерциализации через 5–10 лет.
«Это первая демонстрация долгой, стабильной работы низкотемпературной батареи на расплавах солей натрия, — сказал автор исследования Эрик Шперке. — Волшебство нашего изобретения в том, что мы установили химию и электрохимию соли, которые позволили нам добиться эффективности при температуре 110 °C. Эта низкотемпературная конфигурация натрия-йодида — своего рода повторное изобретение батареи на расплаве солей натрия».
Производство более безопасных и мощных батарей, в которых используются материалы, добытые в стабильных с точки зрения геополитики странах, требуют твердых электролитов и замены лития на натрий. Швейцарские химики разработали в прошлом году новый рецепт натрий-ионной батареи, работающей при комнатной температуре.
Новая литий-металлическая батарея выдерживает рекордные 600 циклов
Георгий ГоловановУченые рассматривают несколько вариантов аккумуляторов будущего, которые могли бы прийти на смену литий-ионным. Один из них — литий-металлические батареи, обещающие отличную плотность энергии, необходимую для увеличения запаса хода электромобилей и аэротакси. Исследовательская группа из США сделала значительный шаг вперед в этом направлении, разработав литий-металлическую батарею, которая выдерживает рекордное число циклов заряда и разряда. Следующая цель — увеличить плотность энергии этой батареи до недостижимых для литий-ионных аккумуляторов 500 Вт*ч/кг.
8
От литий-ионной батареи литий-металлические отличаются тем, что анод у них не графитовый, а из чистого металлического лития, который может накапливать в 10 раз больше энергии. Однако не все так просто — проблема в том, что литий-металлические аккумуляторы получаются слишком недолговечными. Одна из причин — комплексные реакции, которые происходят вокруг анода. Они затрагивают тонкую пленку на электроде — твердоэлектролитную интерфазу. Эта пленка контролирует молекулы, которых проникают в анод из раствора электролита. Ее изучением занялись ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, рассказывает New Atlas.
«Многие думают, что более толстый слой лития позволит батарее работать дольше, но это не всегда так. Существует оптимальная толщина для каждой литий-металлической батарее, в зависимости от ее энергии и конструкции», — пояснила Цзе Сяо, соавтор статьи.
В качестве основы для анода ученые взяли очень тонкие полоски литий, каждый шириной всего 20 микрон, намного тоньше человеческого волоса. Элемент питания с таким анодом показал значительную плотность энергии: 350 Вт*ч/кг. Лучшие литий-ионные батареи сегодня обладают плотностью от 250 до 300 Вт*ч/кг.
В ходе испытаний такая батарея сохранила 76% емкости после рекордных 600 циклов. Два года назад та же группа исследователей демонстрировала литий-металлический аккумулятор, выдерживающий только 200 циклов. По мнению ученых, прогресс объясняется тем, что более тонкие полоски лития дают лучший показатель твердоэлектролитной интерфазы.
Следующий рубеж, который надеются взять ученые — достижение плотности энергии в 500 Вт*ч/кг.
Недавно команда ученых из Гарварда сообщила о разработке стабильной твердотельной батареи с анодом из металлического лития. Ее можно заряжать не менее 10 000 раз — намного больше, чем другие литий-металлические аналоги. С ее помощью срок службы аккумуляторов для электромобилей увеличится до 10-15 лет, а высокая плотность тока позволит заряжать их полностью всего за 10-20 минут.
FacebookВконтакте8WhatsAppTelegram
Новая батарея GM поможет ей захватить рынок электрокаров
General Motors (GM) объявила о партнерстве с SolidEnergy Systems (SES, дочерней компанией MIT) для ускорения коммерциализации литий-металлической батареи Ultium. Эти аккумуляторы могут значительно сократить расходы на электромобили.
GM Ventures была одним из первых инвесторов компании-производителя литий-металлических батарей SolidEnergy Systems в 2015 году. Теперь General Motors и SES планируют к 2023 году построить в Уобурне, штат Массачусетс, линию производства прототипов для предсерийного аккумулятора большой емкости.
Литий-металлический аккумулятор GM с защищенным анодом будет отличаться сочетанием доступности, высокой производительности и плотности энергии. “Доступность и дальность пробега – два основных препятствия на пути массового внедрения электромобилей”, – подчеркнул президент General Motors Марк Ройсс.
“Мы считаем, что с химическим составом Ultium следующего поколения мы находимся на пороге уникального улучшения плотности энергии и снижения стоимости. В обеих категориях есть еще больше возможностей для совершенствования, и мы намерены внедрять инновации быстрее, чем любая другая компания в этой сфере”, – добавил Ройсс.
В январе 2021 года GM обязалась к 2035 году полностью исключить выбросы выхлопных газов на новых легковых автомобилях. А в ноябре 2020 года автопроизводитель уже заявил о своем стремлении возглавить гонку электромобилей. Корпорация собирается к 2025 году выпустить 30 новых моделей электромобилей.
Тогда GM заявила, что его аккумуляторные блоки Ultium, по прогнозам, будут стоить на 60% меньше, чем сегодняшние батареи. По словам автопроизводителя, электромобили GM на базе Ultrium после производства будут способны проезжать до 720 километров при полной зарядке.
Дальнейшее снижение цен на аккумуляторы может позволить электромобилям конкурировать с традиционными авто. Как показало исследование BNEF, к 2023 году стоимость батарей упадет до 100 долларов за кВт*ч. Средние цены на аккумуляторы ниже 100 долларов за кВт*ч считаются переломным моментом для массового внедрения электромобилей.
Для сравнения, согласно недавнему исследованию Cairn Energy Research Advisors, стоимость кВт*ч у электромобилей Tesla в настоящее время составляет 142 доллара. А в среднем по отрасли – 186 долларов.
Новая батарея заряжается на 70% за 2 минуты и служит 20 лет
Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) разработали аккумуляторную батарею, способную заряжаться на 70% за две минуты. Кроме того, она обладает сроком службы свыше 20 лет, что в несколько раз выше по сравнению с современными элементами питания. Новую батарею можно перезаряжать свыше 10 тыс. раз или в 20 раз больше современных аккумуляторов, которые выдерживают около 500 циклов.
Ученые полагают, что новая батарея обретет популярность на рынке электромобилей, так как сможет предложить неоспоримые преимущества владельцам экологически чистого транспорта. Дело в том, что батареи в современных электромобилях требуют около 4 часов для своей полной зарядки и быстро изнашиваются.
Переносчиками заряда в новой батареи выступают ионы лития (как в литиево-ионных батареях, отчего они берут свое название). Но анод батареи (отрицательный полюс) выполнен не из традиционного графита, а из специального геля, состоящего из диоксида титана — распространенного природного материала, находящегося в грунте. Его используют в качестве пищевой добавки и как один из элементов солнезащитных кремов.
Исследователи NTU Singapore придумали способ, как превратить частицы диоксида титана в нанотрубки, диаметр которых в тысячи раз меньше по сравнению с человеческим волосом. Именно нанотрубки ответственны за ускорение химической реакции в батарее, что и ведет к сокращению времени накопления заряда.
«Благодаря нашей нанотехнологии электромобили смогут проходить значительные расстояние после всего лишь пятиминутной зарядки, — прокомментировал глава исследования профессор
Новая батарея заряжается на 70% за две минуты
Сяодун добавил, что наноматериал дешев в производстве и может помещаться в современные аккумуляторы без изменения их конструкции.
Команда ученых планирует создать на основе лабораторных разработок полноразмерный прототип батареи нового типа. При этом один из производителей аккумуляторов уже проявил интерес к проекту и купил лицензию на технологию. Ученые не говорят, что именно это за компания. По мнению Сяодуна, на рынке новая батарея может появиться в течение двух лет.
Создание батареи заняло около трех лет и было профинансировано Национальным исследовательским фондом Сингапура. Результаты работы опубликованы в последнем номере журнала Advanced Materials.
Отметим, что поиск способом сокращения времени зарядки аккумулятора в последнее время интересует множество исследовательских команд по всему миру. Так, например, в августе 2014 г. стартап из Калифорнии сумел в четыре раза сократить стандартное время зарядки, применив специальную схему управления электропитанием.
Сергей Попсулин
цены, фото, расчет, характеристики, доставка по Москве и РФ.
Полезная информацияОтопительные радиаторы – это самое распространенное тепловое оборудование, которое устанавливается в автономные и центральные системы отопления. Используются радиаторы в любых помещениях: от маленькой кухни, до огромного оптового склада.
Основные технические характеристики:
- Мощность – выбор радиатора отопления по этому показателю должен основываться на учете размера помещения, которое нужно будет обогревать. Для большего помещения – большая мощность радиатора. Принято считать, что на 10 кв. м требуется 1 кВт тепловой мощности.
- Межосевое расстояние – высота радиатора отопления. Если он установлен под окном, и расстояние до пола и подоконника слишком маленькое, теплопередача будет затруднена. Стандартно межосевое расстояние составляет 350 и 500 мм.
Виды и особенности
- Чугунные радиаторы. Неприхотливы к качеству воды и выдерживают высокое давление. К недостаткам относят большой вес, чувствительность к гидроударам и необходимость периодически подкрашивать защитное покрытие.
- Алюминиевые радиаторы отопления. Обладают высокой теплопроводностью и способностью выдерживать большое давление воды. Но чувствительны к качеству теплоносителя: из-за примесей в воде подвержены коррозии.
- Стальные отопительные радиаторы. Оптимальное соотношение цены и качества. Такое оборудование с легкостью выдерживает перепады давления. Однако со временем на внутренних стенках может образоваться коррозия от воздействия механических примесей, содержащихся в воде.
- Биметаллические радиаторы. Совмещают плюсы двух предыдущих видов. Обладают хорошей теплопроводностью, защищены от перепадов давления и коррозии. Но и стоимость у них высокая. К тому же они чувствительны к присутствию кислорода в теплоносителе.
- Медные радиаторы отопления.
Выбор радиатора
Перед тем, как покупать новую отопительную батарею, учтите, чем больше у нее секций, тем в большем по площади помещении она может работать. Для того чтобы радиатор отопления равномерно и качественно прогревал помещение, он должен занимать как минимум 75% от ширины оконного проема. Только в этом случае радиатор отопления сможет отсекать весь холодный воздух. При покупке радиатора обратите внимание, что у одних моделей указана цена за секцию, а у других – за весь прибор.
Оптовикам
Климат и экология: Среда обитания: Lenta.ru
Австралийский стартап SunDrive совершил прорыв в солнечной энергетике, создав самую эффективную и дешевую солнечную панель в истории. Молодой ученый Винс Аллен изобрел технологию, работая у себя в гараже в одиночку, и она превзошла разработки многомиллиардных китайских компаний, пишет Bloomberg.
Винс Аллен решил заменить серебро, которое обычно используется для вывода электричества из солнечных батарей, на более дешевый материал — медь. 32-летний кандидат наук из Университета Нового Южного Уэльса построил оборудование для исследований и разработок у себя в гараже и пробовал применить медь при создании солнечных панелей различными способами, пока не нашел рабочий метод.
Чтобы внедрять новую технологию на рынок, Аллен в 2015 году основал компанию SunDrive Solar. На этой неделе фирма получила официальное сообщение о том, что ее разработка побила рекорд по эффективности преобразования света в электричество. Такой результат показал анализ, проведенный независимым немецким Институтом исследований солнечной энергии Хамелин (ISFH). Показатель эффективности батареи SunDrive Solar составил 25,54 процента. Предыдущий рекорд — 25,26 процента — был установлен китайским гигантом Longi Green Energy Technology. В прошлом году азиатская компания была продана за 8,4 миллиарда долларов.
Материалы по теме
00:03 — 1 сентября
Смертельный сквозняк.
Как замазывание щелей и замена гнилых труб спасет человечество от глобальной катастрофы?
00:04 — 9 сентября
Всем по коробке.
Россияне начали скупать в Москве экстремально маленькие квартиры. Зачем они это делают?
Если австралийский стартап сможет вывести свою разработку на мировой рынок, стоимость солнечных батарей значительно снизится, и отрасль станет гораздо меньше зависеть от серебра. «Медь очень распространена и обычно стоит примерно в 100 раз меньше серебра», — объяснил Аллен. На сегодняшний день SunDrive привлекла около 7,5 миллиона долларов от компании Blackbird Ventures и других крупных инвесторов. Кроме того, молодое предприятие получило грант на сумму более двух миллионов долларов от государственного Агентства по возобновляемым источникам энергии (ARENA), продвигающего экологичные технологии.
Около 95 процентов солнечных панелей изготавливаются из фотоэлементов — маленьких ячеек из кремниевых пластин, преобразующих энергию солнца в постоянный электрический ток. Чтобы вывести ток, нужно соединить ячейки металлическими контактами. Для этой цели производители долгое время использовали серебро, так как этот металл имеет высокую прочность и пластичность. Однако серебро может составлять до 15 процентов от стоимости солнечной батареи. Бывший глава Suntech Power Holdings Ши Чжэнжун, получивший прозвище Король солнца за его огромную роль в индустрии, стал инвестором SunDrive и заявил, что исследователи уже давно пытаются применить медь в создании солнечных панелей. «Переход на медь — это то, чего мы давно желали, но добиться этого было очень трудно», — сказал он. Ши также выразил надежду, что производители перейдут к использованию серебра и меди в пропорции 50 на 50.
Сектор солнечной энергетики разрастается, так как экологическая повестка приобретает все большую актуальность. За 2020 год мировые объемы производства солнечных панелей рекордно выросли — общая мощность установок увеличилась на 23 процента и достигла 760 гигаватт.
Новая сдвоенная система аккумуляторных батарей для повышенной энергоэффективности
Компания Volvo Trucks представляет новую систему аккумуляторных батарей для моделей Volvo FH и Volvo FM. Ее мощности достаточно, чтобы питать все внутрикабинное электрооборудование и снизить вероятность простоя в результате разрядки аккумулятора.
«Водители теперь получают повышенный уровень комфорта, а их пребывание в кабине становится более приятным, поскольку они будут знать, что мощности электрической системы хватает на все, что им нужно, а вероятность разряда пусковых аккумуляторных батарей сведена к минимуму», — отмечает руководитель отдела разработки электрооборудования компании Volvo Trucks Сэмюель Нердаль.
Новая система представляет собой два независимых комплекта аккумуляторных батарей: один для запуска двигателя, второй для питания электрического оборудования непосредственно внутри кабины. Энергия пусковых аккумуляторных батарей расходуется только на запуск двигателя.
Энергопотребление остального оборудования автомобиля никак не влияет на уровень их заряда. Все системы, например, автономный отопитель, автономный кондиционер, холодильник, медиасистема, а также личное оборудование водителя (портативные компьютеры, мобильные телефоны и планшеты) питаются от отдельных гелевых аккумуляторных батарей.
Использование гелевой технологии в аккумуляторных батареях позволяет удовлетворить требования к высокой энергоэффективности, которые предъявляют большинство клиентов компании. По сравнению с традиционными свинцово-кислотными аналогами, гелевые аккумуляторные батареи отличаются высокой энергоотдачей в течение длительных промежутков времени.
Эти преимущества особенно заметны при магистральных перевозках в жарких или холодных климатических условиях. Даже зимними ночами водитель может спокойно отдыхать, так как ему не придется просыпаться, чтобы запустить двигатель и подзарядить аккумуляторные батареи.
А чем реже запускается двигатель, тем ниже расход топлива и тем меньше отрицательное воздействие на окружающую среду. «При работе двигателя на холостом ходу во время стоянки грузового автомобиля потребляется примерно три литра топлива в час. Наша новая система позволяет свести к минимуму время работы двигателя на холостом ходу и, как следствие, существенно снизить затраты на топливо», — подчеркивает Сэмюель Нердаль.
Стоит отметить, что при большом энергопотреблении срок службы гелевых аккумуляторных батарей возрастает в 10-15 раз по сравнению с традиционными свинцово-кислотными, а также сохраняет работоспособность на протяжении большего количества циклов зарядки.
«Наша система аккумуляторных батарей не только отвечает современным требованиям к надежному электроснабжению, но и способствует продолжительной безотказной работе автомобиля, а также снижению эксплуатационных затрат. Это выгодное и нужное предложение для многих наших клиентов», — подводит итог Сэмюель Нердаль.
Факты: Новая система аккумуляторных батарей Volvo Trucks
• Предлагается в качестве дополнительной опции для новых моделей Volvo FH и Volvo FM, реализуемых в Европе.
• Включает в себя два комплекта аккумуляторных батарей с независимыми электроконтурами.
• Электрические системы обеспечения комфорта и аксессуаров питаются от гелевых аккумуляторных батарей емкостью 210 А·ч.
• Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы используются для запуска двигателя (ток холодного пуска: 800 А).
• Гелевые аккумуляторные батареи устанавливаются позади кабины, а пусковые аккумуляторные батареи с левой стороны кабины. Второй вариант: установка гелевых аккумуляторных батарей в заднем свесе, а пусковых — с левой стороны кабины.
Новые конструкции аккумуляторных батарей для электромобилей вряд ли снизят спрос на металлы, говорят горняки
Литиевый аккумулятор виден на стенде Lexus во время автосалона Auto China 2016 в Пекине, Китай, 29 апреля 2016 г. REUTERS / Damir Sagolj
6 августа ( Рейтер) — Горнодобывающие компании заявляют, что не опасаются плана китайской CATL (300750.SZ) по производству аккумуляторной батареи для электромобиля (EV) без лития или других ключевых металлов, поскольку новая конструкция будет иметь ограниченный диапазон и более мощную батарею конкурента. в ближайшие годы технологии поглотят запасы полезных ископаемых.
Уверенность в отрасли проистекает из стремительного роста популярности аккумуляторов не только в транспорте, но и во множестве других частей мировой экономики — эволюция, которая, по мнению многих отраслевых аналитиков, потребует значительного расширения добычи полезных ископаемых.
По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году количество электромобилей в мире вырастет более чем в 14 раз и составит 145 миллионов. В то же время коммунальные предприятия строят огромные парки батарей для хранения электроэнергии.
Ожидается, что литий-ионные аккумуляторы останутся доминирующим химическим составом аккумуляторов по мере развития отрасли, особенно в сфере транспорта. Но в прошлом месяце CATL заявила, что разработает ионно-натриевую батарею, не содержащую никель, литий или кобальт. подробнее
Это менее мощная конструкция и более тяжелая, что делает его менее идеальным для автомобилей, что, по словам руководителей горнодобывающей промышленности, является хорошим предзнаменованием для традиционных конструкций аккумуляторов электромобилей и спроса на металлы.
«Я не думаю, что ионно-натриевые батареи снизят спрос на литий», — сказал Пол Грейвс, исполнительный директор производителя лития Livent Corp (LTHM.N), которая занимается поставками Tesla Inc (TSLA.O), BMW (BMWG.DE) и других автопроизводителей. «Фактически, спрос на литий будет ограничиваться предложением».
Некоторые западные автопроизводители работают над сокращением зависимости от магнитов, сделанных из редкоземельных металлов, но это потому, что Китай является их крупнейшим производителем. Хотя существуют альтернативы некоторым редкоземельным элементам, литий широко считается лучшим металлом по плотности энергии в батарее. подробнее
По оценкам консалтинговой компании Adamas Intelligence, использование ионно-натриевых аккумуляторов может вырасти примерно до 15% мирового рынка аккумуляторов к 2035 году.
Этот рост, однако, должен произойти за счет литий-ионно-фосфатных (LFP) батарей, которые обычно используются в автобусах или больших батареях, а не традиционных литий-ионных батарей, сказал Адамас.
«С точки зрения производителя лития, это не представляет серьезной угрозы в обозримом будущем», — сказал Райан Кастиллу, управляющий директор Adamas.
Albemarle Corp (ALB.N), крупнейший в мире производитель лития, заявила, что большие коммунальные батареи могут быть одним из наиболее заметных вариантов использования нового типа батарей CATL, но литий — единственный металл, который может способствовать повсеместному внедрению электромобилей.
«Настоящий ключ к проникновению электромобилей — это литий-ионные аккумуляторы с более высоким энергопотреблением», — сказал Эрик Норрис, глава литиевого подразделения Albemarle.
Товароведческие исследования По оценке Roskill, спрос на литий для производства аккумуляторов электромобилей к 2030 году превысит 2 миллиона тонн, что более чем в 4,5 раза больше, чем в 2020 году, в то время как спрос на кобальт, еще один металл, используемый в производстве аккумуляторов электромобилей, почти вырастет. удвоится в следующие десять лет. подробнее
«Число новых потенциальных рынков для аккумуляторов и накопителей энергии растет намного быстрее, чем технологии, конкурирующие с литий-ионными», — сказал Эндрю Миллер, аналитик Benchmark Mineral Intelligence (BMI), отслеживающий цепочку поставок электромобилей. .«Это станет гораздо более разнообразным рынком аккумуляторных батарей».
Горнодобывающий гигант Rio Tinto (RIO.L) (RIO.AX), который производит аккумуляторный литий на своем борном руднике в Калифорнии, в прошлом месяце одобрил инвестиции в размере 2,4 миллиарда долларов в проект по производству бората лития в Сербии.
Rio отказалась комментировать план CATL.
Отчетность Клары Дениной и Эрнеста Шейдера Под редакцией Маргариты Чой
Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.
Ford, поставщик аккумуляторов, потратит 11 долларов.4 млрд долларов на строительство новых заводов в США
DETROIT — Ford Motor и поставщик аккумуляторов SK Innovation планирует инвестировать более 11,4 млрд долларов в новые предприятия в США, которые создадут около 11000 рабочих мест для производства электромобилей и аккумуляторов.
Ford строит два завода по производству литий-ионных аккумуляторов в центре Кентукки через совместное предприятие с южнокорейской SK под названием BlueOvalSK, а также огромный кампус площадью 3600 акров в западном Теннесси, сообщил автопроизводитель в понедельник вечером. В кампусе будет еще один завод по производству аккумуляторов, построенный с участием SK, а также парк поставщиков, центр переработки и новый завод по сборке электрических грузовиков серии F, сообщил CNBC генеральный директор Ford Джим Фарли.
Планы Ford являются последними по увеличению разработки и производства электромобилей, включая аккумуляторы, под руководством Фарли, который возглавил автопроизводитель год назад на этой неделе. Они также подкрепляют призыв президента Джо Байдена к компаниям укреплять цепочки поставок на фоне глобальной нехватки полупроводниковых чипов, которая нарушила работу нескольких отраслей, включая автомобилестроение.
Комплекс по производству аккумуляторов Американский автопроизводитель Ford Motor Co и его южнокорейский партнер по производству аккумуляторов SK Innovation, планирующий построить в Кентукки в 2025 году, можно увидеть в представлении художника, выпущенном 27 сентября 2021 года.
Форд Мотор Ко | Раздаточный материал | via Reuters
Инвестиция является частью плана модернизации Farley «Ford +», направленного на то, чтобы сделать традиционные операции автопроизводителя более прибыльными и лучше позиционировать его для развивающихся секторов, таких как автономные, электрические и подключенные транспортные средства.
«Это новый Ford», — сказал Фарли CNBC во время телефонного интервью. «Пора. Мы закладываем лопаты в землю, 11 000 новых рабочих… Создание этих цифровых продуктов — это огромная ответственность».
По словам Фарли, Ford не планирует брать на себя дополнительные долги для финансирования этих планов.По его словам, эти шаги будут профинансированы за счет прибыли компании.
Узнайте больше об электромобилях на CNBC Pro
Новые инвестиции прибавят к 30 миллиардам долларов, которые, как ранее заявляла компания, пойдут на электромобили до 2025 года, из которых около 7 миллиардов долларов уже были инвестированы до февраля.
Производство на заводах, помимо одного из заводов по производству аккумуляторов в Кентукки, как ожидается, начнется в 2025 году, сообщила компания. Ожидается, что второй завод по производству аккумуляторных батарей в Кентукки будет запущен в 2026 году, по данным Ford.
«Поворотный момент»
«Новый Ford» — это радикальный поворот от предшественника Фарли, Джима Хакетта, который ранее говорил, что автопроизводитель не видит «преимуществ» в производстве собственных аккумуляторных элементов. Это происходит из-за того, что конкурент Ford General Motors через совместное предприятие с LG Chem тратит 4,6 миллиарда долларов на производство аккумуляторов, начиная с 2023 года.
Фарли сказал, что инвестиции должны быть дополнительным доказательством того, что Ford, который, по мнению многих на Уолл-стрит, не выпускал электромобилей, позиционируется как лидер в своем сегменте.«Я не знаю ни одной другой компании, делающей это объявление. Почему вы вообще думаете, что мы отстаем? Мы впереди», — сказал Фарли.
Акции Ford выросли более чем вдвое с тех пор, как Фарли стал генеральным директором автопроизводителя почти год назад.
Около 5,6 миллиарда долларов инвестиций Ford и SK пойдут в новый кампус под названием Blue Oval City в Стэнтоне, штат Теннесси, и 5,8 миллиарда долларов — на два завода в Глендейле, штат Кентукки. По словам Лизы Дрейк, главного операционного директора Ford в Северной Америке, Ford покроет около 7 миллиардов долларов из 11,4 миллиарда долларов.
«Это действительно поворотный момент для нас и нашей страны сегодня», — сказал Дрейк репортерам во время телефонного разговора. «Мы объявляем о крупнейшей разовой инвестиции в новые производственные мощности за 118-летнюю историю Ford».
Три новых завода для BlueOvalSK дадут 129 гигаватт-часов в год производственной мощности Ford в США — этого достаточно, чтобы приводить в действие 1 миллион электромобилей в год, сообщает Ford icials. Это более половины производственных мощностей по производству электромобилей, которые Ford, как ожидается, будет иметь к 2030 году во всем мире.
«Это действительно потрясающий проект, который говорит о стремлении Ford к быстрорастущей индустрии электромобилей в США», — сказал во время телефонного разговора глобальный руководитель отдела маркетинга SK Innovation Юсук Ким.
Скоро появится новая серия F
Ford ожидает, что новое предприятие по производству автомобилей в Теннесси будет полностью нейтральным по выбросам углерода, включая процессы безотходной утилизации отходов.
Фарли сказал, что завод будет производить новые электрические пикапы F-серии. Он добавил, что пикапы следующего поколения будут предназначены исключительно для электромобилей, в отличие от грядущего F-150 Lightning, который основан на традиционном пикапе с двигателем внутреннего сгорания.
Ford начал предварительное производство своего электрического пикапа F-150 Lightning на новом заводе в Дирборне, штат Мичиган. CNBC
«Мы собираемся построить полностью электрическую оптимизированную платформу для производства продуктов снизу вверх на этом заводе. Это будет крупнейший завод в истории нашей компании», — сказал Фарли. «Мы собираемся построить там множество фантастических электромобилей F-серии. Мы не будем уточнять, какой именно тип».
Фарли сказал, что этим объявлением компания «заново изобретает то, чем будет пикап», включая модельный ряд.Дрейк сказал, что Ford ожидает, что к 2030 году треть полноразмерных пикапов, продаваемых в США, будут полностью электрическими.
Текущая линейка Ford F-Series включает F-150 и более крупные версии полноразмерных грузовиков, а также средние грузовики. грузовые автомобили и шасси с кабиной, предназначенные для коммерческих покупателей.
Фарли и Дрейк сравнили значимость новых заводов по производству электромобилей с массовым производством модели T основателя компании Генри Форда, сделавшей автомобили более доступными и доступными для широкой публики.
Компания Ford ранее заявляла, что к концу этого десятилетия ожидается, что по крайней мере 40% ее продаж в мире будут составлять электромобили.Эта цель была объявлена до того, как в прошлом месяце администрация Байдена установила цель: к 2030 году половину всех продаж новых автомобилей составить электромобили, включая подключаемые гибридные модели.
Помимо производственных мощностей, Ford заявил, что планирует инвестировать 525 миллионов долларов в течение следующих пяти лет, включая 90 миллионов долларов в пилотной программе в Техасе для обучения квалифицированных технических специалистов для обслуживания электромобилей.
«Это только начало нашего стремления возглавить Америку в следующем веке устойчивой транспортной экономики», — сказал Дрейк.«Эти инвестиции толкают нас вперед, чтобы возглавить электрическую революцию».
Mustang Mach-E — первый новый полностью электрический автомобиль Ford с инвестиционным планом в размере 11 миллиардов долларов в электрифицированные автомобили до 2022 года.
Майкл Вэйланд | CNBC
Новая твердотельная батарея удивила исследователей, создавших ее
Слева направо:
1) Полностью твердотельная батарея состоит из катодного композитного слоя, слоя сульфидного твердого электролита и безуглеродного микрокремниевого анода.
2) Перед зарядкой дискретные микрочастицы кремния составляют энергоемкий анод. Во время зарядки аккумулятора положительные ионы лития перемещаются от катода к аноду, и образуется стабильная двухмерная граница раздела.
3) По мере того, как все больше ионов лития перемещается в анод, он вступает в реакцию с микрокремнием, образуя взаимосвязанные частицы литий-кремниевого сплава (Li-Si). Реакция продолжает распространяться по электроду.
4) Реакция вызывает расширение и уплотнение микрочастиц кремния, образуя плотный электрод из сплава Li-Si.Механические свойства сплава Li-Si и твердого электролита играют решающую роль в поддержании целостности и контакта вдоль двухмерной межфазной плоскости.
23 сентября 2021 г. — Инженеры создали аккумулятор нового типа, который объединяет два многообещающих подобласти аккумулятора в одну батарею. В батарее используется как твердотельный электролит, так и полностью кремниевый анод, что делает ее полностью кремниевой твердотельной батареей. Первые этапы испытаний показывают, что новая батарея безопасна, долговечна и энергоемка.Это многообещающе для широкого спектра применений, от энергосистемы до электромобилей.
Технология аккумуляторов описана в выпуске журнала Science от 24 сентября 2021 г. Наноинженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего провели исследование в сотрудничестве с исследователями LG Energy Solution.
Кремниевые аноды известны своей плотностью энергии, которая в 10 раз больше, чем у графитовых анодов, наиболее часто используемых в современных коммерческих литий-ионных батареях.С другой стороны, кремниевые аноды печально известны тем, как они расширяются и сжимаются при зарядке и разряде батареи, а также тем, как они разлагаются жидкими электролитами. Эти проблемы не позволяют использовать полностью кремниевые аноды в коммерческих литий-ионных батареях, несмотря на соблазнительную плотность энергии. Новая работа, опубликованная в Science, открывает многообещающие перспективы для полностью кремниевых анодов благодаря правильному электролиту.
«С этой конфигурацией батареи мы открываем новую территорию для твердотельных батарей с использованием анодов из сплава, такого как кремний», — сказал Даррен Х.С. Тан, ведущий автор статьи. Недавно он получил докторскую степень в области химического машиностроения в инженерной школе Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и стал соучредителем стартапа UNIGRID Battery, который получил лицензию на эту технологию.
В твердотельных батареях следующего поколения с высокой плотностью энергии в качестве анода всегда использовался металлический литий. Но это накладывает ограничения на скорость заряда аккумулятора и необходимость повышения температуры (обычно 60 градусов Цельсия или выше) во время зарядки. Кремниевый анод преодолевает эти ограничения, обеспечивая гораздо более высокую скорость заряда при комнатной или низкой температуре, сохраняя при этом высокую плотность энергии.
Команда продемонстрировала полный элемент лабораторного масштаба, который обеспечивает 500 циклов зарядки и разрядки с сохранением емкости 80% при комнатной температуре, что представляет собой впечатляющий прогресс как для производителей кремниевых анодов, так и для твердотельных аккумуляторов.
Кремний в качестве анода для замены графита
Кремниевые аноды, конечно, не новость. На протяжении десятилетий ученые и производители аккумуляторов смотрели на кремний как на энергоемкий материал, который можно смешать с обычными графитовыми анодами в литий-ионных батареях или полностью заменить ими.Теоретически кремний предлагает примерно в 10 раз большую емкость хранения, чем графит. Однако на практике литий-ионные батареи с кремнием, добавленным к аноду для увеличения плотности энергии, обычно страдают от реальных проблем с производительностью: в частности, количество раз, когда батарея может заряжаться и разряжаться при сохранении производительности, недостаточно велико.
Большая часть проблемы вызвана взаимодействием между кремниевыми анодами и жидкими электролитами, с которыми они связаны.Ситуация осложняется большим объемным расширением частиц кремния при заряде и разряде. Это приводит к серьезным потерям мощности со временем.
«Для исследователей аккумуляторов жизненно важно решать основные проблемы системы. Что касается кремниевых анодов, мы знаем, что одной из серьезных проблем является нестабильность границы раздела жидкого электролита », — сказала профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Мэн, автор статьи, отвечающей за научную работу, и директор Института открытия и дизайна материалов в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Диего.«Нам нужен был совершенно другой подход», — сказал Мэн.
Действительно, группа, возглавляемая Калифорнийским университетом в Сан-Диего, использовала другой подход: они отказались от углерода и связующих, которые использовались в полностью кремниевых анодах. Кроме того, исследователи использовали микрокремний, который меньше обрабатывается и дешевле, чем нанокремний, который используется чаще.
Полностью твердотельное решение
Помимо удаления всего углерода и связующих с анода, команда также удалила жидкий электролит.Вместо этого они использовали твердый электролит на основе сульфида. Их эксперименты показали, что этот твердый электролит чрезвычайно стабилен в батареях с полностью кремниевыми анодами.
«Эта новая работа предлагает многообещающее решение проблемы кремниевых анодов, хотя есть еще кое-что, что нужно сделать, — сказал профессор Мэн. — Я рассматриваю этот проект как подтверждение нашего подхода к исследованиям аккумуляторов здесь, в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Мы работаем в паре. самая кропотливая теоретическая и экспериментальная работа с творчеством и нестандартным мышлением.Мы также знаем, как взаимодействовать с отраслевыми партнерами, решая сложные фундаментальные задачи ».
Предыдущие усилия по коммерциализации анодов из кремниевых сплавов в основном сосредоточены на кремний-графитовых композитах или на сочетании наноструктурированных частиц с полимерными связующими. Но они все еще борются с плохой стабильностью.
Заменив жидкий электролит на твердый электролит и одновременно удалив углерод и связующие с кремниевого анода, исследователи избежали ряда связанных проблем, которые возникают, когда аноды пропитываются органическим жидким электролитом во время работы батареи. .
В то же время, исключив углерод из анода, команда значительно уменьшила межфазный контакт (и нежелательные побочные реакции) с твердым электролитом, избегая постоянной потери емкости, которая обычно происходит с электролитами на жидкой основе.
Этот двухэтапный шаг позволил исследователям в полной мере воспользоваться преимуществами низкой стоимости, высокой энергии и экологически безвредных свойств кремния.
Воздействие и коммерциализация побочных продуктов
«Использование твердотельных кремний позволяет преодолеть многие ограничения обычных батарей.Это открывает для нас захватывающие возможности удовлетворить рыночный спрос на более высокую объемную энергию, более низкие затраты и более безопасные батареи, особенно для хранения энергии в сети », — сказал Даррен Х. С. Тан, первый автор статьи в Science.
Твердые электролиты на основе сульфидов часто считались крайне нестабильными. Однако это было основано на традиционных термодинамических интерпретациях, используемых в системах жидких электролитов, которые не учитывали превосходную кинетическую стабильность твердых электролитов.Команда увидела возможность использовать это нелогичное свойство для создания высокостабильного анода.
Тан — генеральный директор и соучредитель стартапа UNIGRID Battery, который лицензировал технологию для всех этих кремниевых твердотельных батарей.
Параллельно с этим в Калифорнийском университете в Сан-Диего будет продолжена соответствующая фундаментальная работа, включая дополнительные исследования, совместные с LG Energy Solution.
«LG Energy Solution рада, что последние исследования аккумуляторных технологий, проведенные совместно с Калифорнийским университетом в Сан-Диего, попали в научный журнал, что является значимым подтверждением», — сказал Мён-хван Ким, президент и главный директор по закупкам LG Energy Solution.«Благодаря последним открытиям LG Energy Solution намного ближе к реализации технологии полностью твердотельных аккумуляторов, которая значительно разнообразит нашу линейку аккумуляторов».
«Как ведущий производитель аккумуляторов, LGES продолжит свои усилия по развитию новейших технологий в ведущих исследованиях аккумуляторных элементов следующего поколения», — добавил Ким. LG Energy Solution заявила, что планирует и дальше расширять сотрудничество с Калифорнийским университетом в Сан-Диего по исследованиям твердотельных аккумуляторов.
Исследование было поддержано открытой инновацией LG Energy Solution, программой, которая активно поддерживает исследования, связанные с аккумуляторными батареями.LGES работает с исследователями по всему миру, чтобы продвигать соответствующие методы.
Название статьи
«Безуглеродные кремниевые аноды с высокой нагрузкой на основе сульфидных твердых электролитов», в выпуске журнала Science от 24 сентября 2021 г.
авторов , Чжэн Чен и Ин Ширли Мэн из Департамента наноинжиниринга, Программы химического машиностроения и Центра устойчивой энергетики и энергетики (SPEC) Калифорнийского университета в Сан-Диего, инженерной школы Джейкобса; Хеа Ын Хан, Хо Джин Ха, Хери Чон, Чон Бом Ли, из LG Energy Solution, Ltd.
Финансирование
Это исследование было выполнено при финансовой поддержке компании LG Energy Solution в рамках программы конкурса инновационных аккумуляторов (BIC). Z.C. выражает признательность за финансирование из фонда поддержки стартапов Инженерной школы Джейкоба Калифорнийского университета в Сан-Диего. Ю.С.М. благодарит за финансовую поддержку Zable Endowed Chair Fund.
Поделиться
Energizer Watch Batteries 364/363 SR621SW Battery New 5 Pack: Electronics
Больше не буду покупать у этих парней!Я купил эту полосу из пяти батареек energizer 364 после обращения к продавцу.Изначально я был обеспокоен тем, что мне не нужно было пять батареек (у меня только одни часы такого размера), и я не хотел покупать батареи, у которых «срок годности» истекает слишком рано. Я получил ответ по электронной почте от продавца, в котором говорилось, что они хранят батареи только в течение 4 месяцев, и, поскольку они являются одними из самых популярных размеров, их батареи будут свежими! Я заказал … и довольно быстро получил батареи. Это была почти единственная часть моего опыта, которая была хорошей.
Как только мне достались батарейки, я заменил разряженную батарейку в часах на «новую».«Сбросил время и часы одел. Через два дня батарея умерла (ладно … может, через два с половиной дня она умерла). Я вынул разряженную батарею и вставил другую« новую »батарею. Я подумал «ничего страшного», в конце концов, у меня было 4 дополнительных, и я даже не расстроился! Ну … часы не работали с новой батареей!
В этот момент я откопал свои тестеры батареи (У меня их два, цифровой со считыванием напряжения и один игольчатый с циферблатом, который показывает красный (плохой), зеленый (хороший). Я проверил батарею, которую вынул из своих часов….мертвых! Вторая батарея показала 0,65 вольт (НЕ 1,55, как предполагалось).
Ок …. Вытащил из планки третью батарею. На этом часы тоже не работали. Проверил напряжение, тоже самое, около 0,6 вольт.
Пока три плохих аккумулятора … осталось два, все еще в упаковке.
Я решил, прежде чем делать что-либо еще, мне следует связаться с продавцом. Я написал электронное письмо, в котором подробно описал свой опыт, измеренные мной напряжения и так далее, и спросил, что мне делать (я сохранил все свои электронные письма).Ответ, который я получил от продавца, оказался не совсем таким, как я ожидал. В электронном письме продавца было указано следующее:
Уважаемый покупатель —
a) процент брака батарей блока питания очень низок, и маловероятно, что ВСЕ батареи будут неисправными.
b) батареи, не работающие в вашем устройстве, не означают, что батареи плохие, так как ваше устройство может не работать, несовместимо или использовать батарею другого типа / размера.
Затем, после дополнительных описаний того, как долго должны работать новые батареи, продавец добавил следующее:
c) «ЕСЛИ вы считаете, что получили ДЕФЕКТНЫЙ продукт, пожалуйста, свяжитесь с Energizer для возврата денег.«Они также посоветовали мне отнести батареи к ювелиру или отправить их обратно в Energizer, чтобы проверить, что они плохие!
Серьезно? Я должен отправить батареи обратно в Energizer для возврата денег, а пока продавец получает мой платеж?
Ну … в этот момент я вскрыл последние две батареи. Одна действительно хорошо зарекомендовала себя … и она работала в моих часах последние десять дней. Я не знаю, как эта батарея прослужит долго, но, по крайней мере, она не разрядилась менее чем за три дня.Да, и пятая батарея — колоссальные 0,68 вольт … намного ниже 1,55 вольт, которые должны быть у батареи.
Может быть, в прошлом году Energizer сделал ТОЛЬКО несколько плохих батарей, и мне просто не повезло, что я купил полосу из пяти батарей с четырьмя плохими. На данный момент это не имеет значения — я не планирую больше тратить деньги, чтобы узнать, изменится ли моя удача. Я не собираюсь снова быть клиентом.
Я чувствую, что когда-то и готово.
Новый фитнес-трекер Whoop стал лучше благодаря прорывной батарее
Фитнес-компания Whoop предлагает новый трекер, который сжимает пять светодиодов, четыре фотодиода, пульсоксиметр, датчик температуры кожи и многое другое в корпусе, который на 33 процента меньше, чем его предшественник, при этом предлагая пять дней автономной работы.Но конкретное изменение химического состава батареи трекера — одна из главных причин, по которой Whoop вообще смог это сделать.
Это изменение было инициировано компанией из Кремниевой долины под названием Sila Nanotechnologies, соучредителем которой в 2011 году стал Джин Бердичевский, один из первых сотрудников Tesla. И это тот, который, если его масштабировать, может помочь преодолеть некоторые из самых серьезных ограничений, с которыми в настоящее время сталкиваются литий-ионные технологии.
На бумаге это простое изменение: анод батареи теперь сделан из кремния, а не из графита, что обеспечивает большую плотность энергии (до 20 процентов, утверждает Сила).Большая плотность энергии означает, что производители устройств могут использовать меньшую батарею для выполнения тех же задач — или освободить больше места для того, что они не могли раньше. И это не требует каких-либо изменений оборудования в процессе производства ячеек. Фактически, это один из главных аргументов компании Sila для производителей аккумуляторов: ее кремниевый анод более или менее работает по принципу plug-and-play.
Однако на практике это изменение стало возможным только после многих лет проб и ошибок и миллионов потраченных долларов. Компания Sila работала с рядом различных так называемых «прекурсоров» или сырьевых материалов, чтобы найти правильную смесь для создания революционного кремниевого порошка.И это было сделано с указанием Бердичевского, что эти прекурсоры должны быть широко доступны — даже если это затрудняет достижение теоретических скачков характеристик, которые могут обеспечить кремниевые аноды.
Намного более высокая плотность энергии, что означает больше места для новых функций
«Эти ограничения обостряют инновации», — говорит Бердичевский The Verge . «[Но] они усложняют задачу. Значит, у вас меньше степеней свободы ».
В результате, по словам Бердичевского, Силе потребовалось примерно в два раза больше времени, чем он изначально рассчитывал, чтобы заняться потребительским товаром.Но, учитывая дефицит цепочки поставок, который в настоящее время душит практически все отрасли, которые только можно вообразить, решение строить на таком фундаменте было дальновидным. Он также говорит, что это помогло Sila привлечь широкий круг умных людей из множества высококонкурентных областей.
«Творческие люди любят эти действительно, очень сложные проблемы. И поэтому я думаю, что это действительно то, что отличает нас от многих других [стартапов в космосе] », — говорит он. «Когда вы решаете самые сложные задачи, у вас меньше конкуренции.
Sila также пришлось бороться с естественной тенденцией кремния к расширению и разрушению при использовании в батарее, потому что он может хранить больше ионов лития, потому что они на самом деле кратковременно связываются с кремнием, а это означает, что ионы должны быть оторваны. из анода.
Все это является причиной того, что Бердичевский так явно счастлив, наконец, превратить научные разработки в области аккумуляторов своей компании в первое потребительское устройство, когда мы говорим по видеоконференцсвязи. Это одновременно доказательство бесчисленных преимуществ концепции и , которые дает более эффективная батарея.
Бердичевский говорит, что он изначально предполагал, что в первую очередь технологии Sila появятся в смартфонах, поскольку батареи, которые они используют, занимают так много места, которое в противном случае можно было бы выделить для таких флагманских функций, как продвинутые системы камер. Однако, когда он основал Sila, он не ожидал бума носимых технологий, который открыл много новых дверей. По словам Бердичевского, Whoop впервые начал разговаривать с Sila примерно два года назад, и вскоре технологии компании появятся и на нескольких других потребительских устройствах (хотя он отказался сказать, какие именно).
«Наличие инновационных технологий там, где размер действительно имеет значение, — действительно отличное место для такой технологии, как наша», — говорит Бердичевский.
Наибольший потенциал кремниевого анода Sila может заключаться в батареях гораздо большей емкости, таких как те, которые используются в электромобилях. Это может помочь автопроизводителям создавать более доступные электромобили меньшего размера, не жертвуя запасом хода, или получить еще больше миль от больших аккумуляторных блоков, используемых в более крупных автомобилях. И пока компания действительно нашла способ убедиться, что кремниевый порошок, который она создает, может выдерживать постоянную зарядку и разрядку, вполне возможно, что электромобили с питанием от Sila смогут заправляться быстрее, чем современные.
МощностьSila будет ограничена до тех пор, пока она не построит новый завод в конце этого десятилетия
На уровне потребительских устройств Бердичевский говорит, что Sila не обязательно предлагает таким компаниям, как Whoop, шанс сэкономить, поскольку в настоящее время производство ее кремниевого порошка настолько ограничено. Sila пришлось бы производить гораздо больше материала, если бы она могла обеспечить достаточное количество для питания парка электромобилей, но преимущество масштабирования до этого уровня состоит в том, что относительная стоимость производства снизится.
Однако ничего из этого не произойдет, по крайней мере, до середины десятилетия. Бердичевский говорит, что его компания планирует построить гораздо более крупный производственный объект, используя 590 миллионов долларов, собранные в январе. До тех пор, по словам Бердичевского, у компании будут «очень ограниченные мощности».
К тому времени, как новое предприятие будет сдано в эксплуатацию, у Sila уже будет какая-то компания. Генеральный директор Tesla (и бывший босс Бердичевского) Илон Маск заявил в конце прошлого года, что Tesla работает над увеличением уровня кремния в аноде используемых батарей.Другие компании тоже работают над заменой графита на кремний.
Но Бердичевский считает, что у Sila есть много возможностей для дальнейшего роста — не только из-за повышения производительности, но и из-за того, как в настоящее время структурирован бизнес Sila. «Мы помогаем [производителям аккумуляторов] выпускать более производительные аккумуляторы, за которые мы берем дополнительную плату, а затем делим эту премию с ними», — говорит он. «В конце концов, если вы делаете лучший продукт, а клиенты просто хотят его купить, то есть чем заняться.”
Наш бизнес по производству автомобильных аккумуляторов вступает в новую фазу
Компания Panasonic, один из пионеров автомобильных литий-ионных аккумуляторов и в настоящее время входит в тройку ведущих производителей аккумуляторов для электромобилей (см. Отчет за январь-июль 2021 года здесь), заявляет, что ее бизнес по производству автомобильных аккумуляторов вступает в новую фазу.
Японская компания занимается аккумуляторными батареями с 1931 года, и ее первые литий-ионные элементы для использования в автомобилях (цилиндрические элементы типа 1865) были представлены в 2006 году (в основном для использования Tesla).
«Цилиндрические литий-ионные аккумуляторы Panasonic изначально были разработаны для обеспечения исключительной долговечности и легкости ноутбуков, но появление спроса на автомобильные аккумуляторы в конце 2000-х годов привело к развитию бизнеса Panasonic по производству автомобильных аккумуляторов»
Призматические ячейки были предложены несколько позже, в 2010 году.
Цилиндрические ячейки типа 1865 имеют диаметр 18 мм и высоту 65 мм. Panasonic производит элементы этого типа в Японии, и они до сих пор используются в автомобилях Tesla Model S / Model X (включая последние версии).
В 2017 году Panasonic ввела в эксплуатацию завод по производству новых цилиндрических автомобильных аккумуляторов типа 2170 на заводе Tesla Gigafactory в Неваде для использования в Tesla Model 3 / Model Y и других продуктах для хранения энергии.
Тип 2170 имеет диаметр 21 мм и высоту 70 мм, что означает заметно большую емкость на элемент.
Аккумуляторы Panasonic: слева — последняя модель 2170, а справа — 1865, которая также используется в ноутбуках.
Tesla Model 3 и Tesla Model Y
Шон Ватанабе, глава отдела энергетических технологий и производства сказал:
«Мы открыли производство в Северной Америке, опираясь на ноу-хау, полученное при производстве литий-ионных батарей в Японии, — ноу-хау, которое позволило нам построить завод, который в пять раз больше и в три раза больше. скорость обычных объектов.Из-за характера продукта мы должны были соответствовать чрезвычайно высоким стандартам безопасности и качества, а также иметь новую рабочую силу в месте с другой культурой и языком, а также быть гибкими и точными. Мы не смогли бы пойти на компромисс ни по одному из этих пунктов, если бы нашей целью было бесперебойное производство высокоточных аккумуляторов ».
Tesla Giga Nevada (Tesla Gigafactory 1)
На данный момент Panasonic произвела миллиарды цилиндрических ячеек, и объем ее производства продолжает расти.
Согласно презентации Шона Ватанабе (см. Видео внизу), компания уже увеличила удельную энергию своих литий-ионных батарей более чем в три раза по сравнению с первоначальной конструкцией 1994 года.
Существуют различные способы увеличения плотности энергии. Основным из них является химический состав активных материалов (материалов, накапливающих электричество) как на катодной, так и на анодной стороне. Второй — увеличить количество активного материала в ограниченном пространстве каждой батареи.И третий, на самом деле связанный со вторым, заключается в простом увеличении размера ячейки.
Вот почему переход на модель 2170 был важен. Этот форм-фактор сейчас используется также другими производителями аккумуляторов и электромобилей (например, Rivian).
В конце 2020 года Panasonic увеличила плотность энергии своих ячеек примерно на 5% (по всем линиям) и планирует повысить ее на 20% в следующие несколько лет.
Плотность энергии ячеек — не единственная цель, поскольку компания также должна повысить экологичность (снизить содержание кобальта в катоде) и снизить затраты.
Согласно последнему отчету, текущее содержание кобальта в элементах NCA Panasonic ниже 5%, и компания разрабатывает версии без кобальта.
«Кобальт, который обладает способностью стабилизировать кристаллические структуры, является важным материалом для достижения термической стабильности. Тип активного катодного материала, используемого Panasonic — NCA * — требует меньше кобальта, чем альтернатива, известная как NCM **. Компания Panasonic постепенно снизила количество кобальта в каждой батарее до менее 5% за счет использования альтернативных элементов и обработки поверхности.«
* NCA: Материал катода для литий-ионных батарей на основе никелата лития (никель / кобальт / алюминий)
** NCM: Материал катода для литий-ионных батарей на основе тройной системы (никель / кобальт / марганец)
Прогресс катода:
Ход анода:
Состояние катода без кобальта:
Аккумуляторы Panasonic. Слева направо: модели 1865, 2170 и макет следующего поколения больших цилиндрических автомобильных аккумуляторов.
Panasonic заявляет, что следующим этапом в развитии ячеек является увеличение емкости — переход на ячейки значительно большего размера: типа 4680 (диаметр 46 мм и высота 80 мм), которые были предложены Tesla в сентябре 2020 года.
Разработка продолжается, и компания намекает на значительные вложения.
«Емкость — это следующий этап в эволюции автомобильных аккумуляторов. Panasonic продвигается вперед в разработке больших цилиндрических автомобильных аккумуляторов следующего поколения, диаметр цилиндра которых более чем в два раза превышает текущий размер, и первым шагом будет создание настроить испытательную линию в Японии для проверки безопасности и производительности.
Рынок с нетерпением ждет батарею большего размера по двум причинам: большая емкость означает, что для достижения того же уровня производительности требуется меньше батарей; большая грузоподъемность также уменьшает количество креплений на кузове транспортного средства, уменьшая количество точек сварки и способствуя снижению общей стоимости ».
Аккумуляторы Panasonic: разница в диаметре цилиндра между макетом большой цилиндрической автомобильной батареи следующего поколения (слева) и текущей моделью (2170).
Чтобы вывести на рынок коммерческий продукт, Panasonic и любые другие компании сначала должны решить производственные проблемы, связанные с большим размером ячеек.
«Но у мощности есть свои проблемы, включая новые конструкции и более высокий уровень обеспечения безопасности. Благодаря всестороннему контролю качества, регулирующему каждый процесс и производственную технологию, позволяющую производить электроды большего размера, Panasonic обладает накопленным ноу-хау для обеспечения как производительности, так и безопасности.«
В следующем году Panasonic намеревается создать новую энергетическую компанию, Panasonic Energy Corporation, и это может стать поворотным моментом, который потребует огромных инвестиций через несколько более спокойных лет.
Вероятно, это будет происходить по двум направлениям — гигафабрики аккумуляторных батарей типа 4680 и гигафабрики призматических элементов для Toyota.
«В рамках перехода к структуре холдинговой компании в апреле 2022 года будет создана новая энергетическая бизнес-компания Panasonic Energy Corporation, которая будет играть ключевую роль в достижении целей Группы по снижению выбросов углерода. и генерирует больше энергии, чем потребляется.По мере того, как мир движется к декарбонизации, производство автомобильных аккумуляторов неуклонно увеличивает свое присутствие — в Японии, США и Европе ».
Новые, действительно новые новости о батареях для электромобилей. Это новое. Действительно!
Производители электромобилей хотят двух вещей: более дешевых аккумуляторов и более энергоемких аккумуляторов. (Было бы неплохо, если бы они тоже не загорались.) К сожалению, эти две цели в значительной степени исключают друг друга.Литий-железо-фосфатные батареи дешевле, но имеют относительно низкую удельную энергию. Обычные литий-ионные батареи, содержащие кобальт, никель или другие минералы, имеют самую высокую доступную плотность энергии, но они дороги. Рынок начинает расходиться: более дорогие батареи используются в автомобилях высокого класса, а те, которые стоят меньше, используются для питания менее дорогих моделей.
Следует иметь в виду, что исследования аккумуляторов ведутся в лабораториях по всему миру. Изучается множество возможностей, но ни одна из них не достигла точки, когда они готовы к производству в коммерческих объемах.Еще один фактор, о котором следует помнить, — это то, что производители аккумуляторов вложили миллиарды в оборудование, которое производит элементы аккумуляторов. Любая новая технология, которая не может использовать существующий производственный процесс, получит холодный прием в отрасли.
Натрий-ионные батареи
Натрий-ионные батареи существуют почти столько же, сколько литий-ионные. Натрия в 300 раз больше, чем лития, что делает его намного дешевле, но первые натрий-ионные батареи имели низкую плотность энергии и короткий срок службы.Литий-ионный стал излюбленным элементом индустрии аккумуляторов, а натрий отошел на задний план в исследованиях аккумуляторных батарей.
Но все меняется. В июле этого года CATL объявила о разработке натриево-ионных аккумуляторных элементов с плотностью энергии 160 Втч / кг. Лучшие литий-ионные элементы могут хранить 240 Втч / кг, но элементы LFP близки к этой цифре 160 Втч / кг. CATL заявляет, что планирует довести удельную энергию своих натриевых батарей до 200 Втч / кг к моменту начала производства в 2023 году.В августе министерство промышленности и информационных технологий Китая заявило, что уделяет приоритетное внимание разработке, стандартизации и коммерциализации натрий-ионных технологий.
Натриевые батареиобещают иметь более длительный срок службы и более быстрое время зарядки, чем другие батареи, согласно Washington Post, , в котором утверждается, что они могут быть на 30-50% дешевле, чем современные аккумуляторные элементы. Давайте подумаем об этом на мгновение. Дешевле, дольше, быстрая зарядка, адекватная плотность энергии — что не нравится? Их нельзя использовать в Tesla Model S Plaid, но они могут найти применение в автомобилях, которые продаются по цене менее 20 000 долларов.Что бы вы предпочли: несколько сотен пледов Model S, разбросанных по всему миру, или несколько миллионов недорогих, высокоэффективных электромобилей?
Литий-серные батареи
Литий-серные батареиимеют плотность энергии до 600 Вт · ч / кг, что более чем вдвое больше, чем у лучших доступных литий-ионных батарей. Представьте, что это могло значить. Возможны автомобили с запасом хода 800 миль и более. Это хорошо. Но батареи Li-S имеют свойство съедать свои электроды. Плохо.
Исследователи из Университета Монаш в Мельбурне, Австралия, считают, что они решили проблему, добавив крошечную дозу сахара в формулу, используемую для изготовления электродов для Li-S батарей.«Менее чем за десять лет эта технология может привести к появлению транспортных средств, включая электрические автобусы и грузовики, которые могут путешествовать из Мельбурна в Сидней без подзарядки. Это также может способствовать инновациям в области доставки и сельскохозяйственных дронов, где легкий вес имеет первостепенное значение », — рассказывает профессор Майнак Маджумдер The Driven . Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Communications . Исследователи обнаружили, что добавление глюкозы, полученной из сахара, защищает электроды от загрязнения соединениями серы внутри батареи.
Иногда наука может найти вдохновение в прошлом. Исследователи говорят, что на них повлиял отчет о геохимии, опубликованный в 1988 году, в котором описывалось, что теперь вещества на основе сахара обладают способностью сопротивляться разложению в отложениях, когда они образуют химические связи с сульфидами. Они протестировали новые прототипы Li-S аккумуляторов и обнаружили, что им удалось превзойти литий-ионные эквиваленты по крайней мере на 1000 циклов зарядки / разрядки.
«Каждая зарядка длится дольше, что продлевает срок службы батареи», — говорит первый автор Инъи Хуанг.«И для производства батарей не требуются экзотические, токсичные и дорогие материалы». Соавтор Махдохт Шайбани добавляет, что остаются ключевые проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем литий-полимерные батареи войдут в коммерческое производство. «Несмотря на то, что многие проблемы на катодной стороне батареи были решены нашей командой, все еще существует потребность в дальнейших инновациях в защите металлического литиевого анода, чтобы обеспечить широкомасштабное внедрение этой многообещающей технологии — инновации, которые могут быть правильными. за углом.”
Исследование было поддержано австралийской дочерней компанией Enserv Group, расположенной в Таиланде, которая надеется в конечном итоге производить литий-серные батареи в Австралии. «Мы хотели бы использовать эту технологию для выхода на растущий рынок электромобилей и электронных устройств», — говорит Марк Густовски, управляющий директор Enserv Australia. «Мы планируем создать первые литий-серные батареи в Австралии с использованием австралийского лития в течение примерно пяти лет».
Аноды из пищевых отходов
Исследователи из Virginia Tech говорят, что они нашли способ делать аккумуляторные аноды из пищевых отходов.«Это исследование могло бы стать частью головоломки в решении проблем устойчивой энергетики для перезаряжаемых батарей», — говорит Хайбо Хуанг, доцент кафедры пищевых наук и технологий Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни VT. «Спрос на эти многоразовые батареи резко вырос, и нам нужно найти способ уменьшить воздействие батарей на окружающую среду».
Основываясь на предварительных результатах, исследователи обнаружили, что волокно в пищевых отходах является ключом к разработке усовершенствованных углеродных материалов, которые можно использовать в качестве анода батареи, отрицательной клеммы батареи.«Наш уникальный подход к использованию углеродных материалов, полученных из сельскохозяйственных отходов, для размещения щелочных металлов, таких как литий и натрий, принесет значительные успехи в переработку сельскохозяйственных отходов и технологии производства аккумуляторов», — говорит профессор Фэн Линь, согласно отчету компании Technology Networks . .
Двум исследователям пришла идея использовать пищевые отходы во время игры в баскетбол. «Мы подумали, почему бы не превратить пищевые отходы в материалы для аккумуляторов из-за того, сколько пищевых отходов существует во всем мире», — говорит Хуанг.«Большая часть этих отходов выбрасывается в мусор, а затем отправляется на свалки. Нам просто нужно решить проблему с батареей. Как инженер пищевой промышленности, я могу изменять состав продуктов. Я мог бы убрать белки и липиды вместе с некоторыми минералами, чтобы посмотреть, как это влияет на производительность батареи ».
Они протестировали различные типы пищевых отходов, чтобы выяснить, можно ли из них успешно использовать для производства батарей. Они обнаружили, что когда определенные соединения были удалены из уравнения, основные соединения целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина могли работать на батарею после термической обработки.
Предполагаемое начальное использование технологии — доступные решения по хранению энергии для центров обработки данных или других крупных хранилищ энергии, где размер батареи не имеет значения. Их исследования будут сосредоточены на уменьшении примесей в углероде, которые в настоящее время являются результатом изобретенного ими процесса.
«У нас есть возможность решить две неотложные проблемы в двух разных отраслях», — говорит Хуанг. «Много энергии уже вложено в производство и транспортировку продуктов питания в цепочке поставок продуктов питания.Мы должны вернуть ценность пищевых отходов. Это прекрасная возможность, поскольку при производстве аккумуляторов используются материалы, отличные от традиционных углеродных ».
И еще есть Тойота
Изображение любезно предоставлено Toyota
Наконец, в сегодняшнем сборнике новостей об аккумуляторах появилась информация о том, что Toyota решила вложить значительные средства в технологию и производство аккумуляторов. Мы знаем, что Toyota уделяет внимание твердотельным батареям, как и практически все другие автопроизводители в мире. Твердотельные батареи заменяют полужидкую пасту, которая фактически хранит электроны, пластичным полимером.В результате аккумулятор менее подвержен перегреву, который может привести к возгоранию, а также улучшается производительность зарядки и срок службы аккумулятора. Но технология еще не совсем готова, хотя такие компании, как QuantumScape, StoreDot и Sakti3, считают, что они близки.
Согласно The Verge , Toyota объявила на этой неделе, что инвестирует 13,6 млрд долларов в создание 10 линий по производству аккумуляторов к 2025 году. В конечном итоге компания заявляет, что у нее может быть до 70 заводов по производству аккумуляторов по всему миру, которые могут произвести 200 ГВтч аккумуляторов ежегодно.Для сравнения: Volkswagen и Ford ожидают, что производство аккумуляторов для их электромобилей к 2030 году достигнет 240 ГВтч в год.
Toyota надеется, что ее инвестиции помогут снизить стоимость аккумуляторов на 30% благодаря улучшениям в материалах и конструкции элементов. Он также планирует производить более эффективные электромобили, в результате чего на километр пути будет потребляться на 30% меньше энергии. «Благодаря этой комплексной разработке транспортных средств и аккумуляторов мы стремимся снизить стоимость аккумуляторов на одно транспортное средство на 50 процентов по сравнению с Toyota BZ4X во второй половине 2020-х годов», — говорит Масахико Маеда, технический директор компании.
Является ли это признаком того, что могучая Toyota наконец отказалась от технологии водородных топливных элементов для своих легковых автомобилей? Будем надеяться на это, хотя определенная неприязнь к электромобилям пронизывает компанию начиная с офиса генерального директора Акио Тойоды. Недавно Toyota была обвинена в использовании лоббистов, чтобы задержать или сорвать инициативу президента Джо Байдена по производству электромобилей.
The Takeaway
Мир аккумуляторных технологий меняется так быстро, что трудно быть в курсе всех последних новостей.Единственный вопрос заключается в том, выйдут ли на рынок более дешевые, долговечные и быстро заряжаемые батареи вовремя, чтобы ускорить революцию электромобилей. Слишком поздно говорить о новых технологиях, которые могут появиться через 10 или 15 лет. Сейчас миру нужны электромобили.
Один интересный вопрос: что произойдет с компаниями, работающими на ископаемом топливе, когда все больше электромобилей выйдут на дороги? Недавно мы сообщали, что электромобили вытеснили полмиллиарда галлонов бензина в США в прошлом году. Это, ребята, много бензина, и это не сулит ничего хорошего для отрасли, и новости будут ухудшаться, поскольку Ford и GM стоят на пороге вывода на рынок новых электромобилей и грузовиков.Темпы инноваций стремительны и набирают обороты. Золотой век электрического транспорта не за горами и приближается с каждым днем.
Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.Реклама
У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.