| Micele |
21 juli 2024 10:01 |
"**Solid" state batterijen zullen significant meer lithium nodig hebben volgens serieuze bronnen (tot 35% meer, lees je het meeste), maar andere waardevolle stoffen navenant minder. De globale CO2-voetafdruk kan tot 39% dalen.
https://www.fastmarkets.com/insights...supply-crunch/
https://www.transportenvironment.org...-of-evs-study/
https://electrek.co/2022/07/19/how-s...s-by-up-to-39/
** Wie het fijne wilt weten van SSB vooral dit hieronder lezen :-) 8-):
Citaat:
https://ses.ai/debunking-the-myth-of...ate-batteries/
Debunking the Myth of Solid-State Batteries
8 februari 2024
De mythe van solid-state batterijen ontkrachten
Niemand zou dit artikel moeten lezen.
Niemand zou zich druk moeten maken over deze discussie.
‘Solid-state’-batterijen worden vaak gezien als de heilige graal, de toekomst van autobatterijen. Maar wat zijn dat precies? En waarom zou het iemand iets kunnen schelen of de batterij in de auto vast of vloeibaar is? Het doel van dit artikel is om bepaalde definities te verduidelijken en de voor- en nadelen van vast en vloeibaar te verduidelijken, en waarom deze discussie er eigenlijk niet toe doet.
Figuur hierboven toont een batterij met zijn componenten (voor de eenvoud gebruiken we een generieke illustratie van een lithiumbatterij als voorbeeld, dit zou een Li-ion- of Li-metaalbatterij kunnen zijn. Deze heeft 4 hoofdcomponenten: kathode, separator, elektrolyt, en anode.
Enkele veel voorkomende materialen voor de 4 componenten zijn:
1. kathode: lithiumkobaltoxide (LCO), lithiumnikkelmangaankobaltoxide (NMC), lithiumijzerfosfaat (LFP)
2. Separator: polyethyleen (PE), polypropyleen (PP)
3. elektrolyt (vast en vloeibaar)
- vast:
polymeer: polyethyleen (PEO)
anorganische oxiden: granaat, LLZO, LiSICON
sulfiden: LGPS
halogeniden: Li6PSCl
- vloeistof:
zouten: lithiumhexaanfosfaat (LiPF6), lithium-bis(trifluormethaansulfonyl)imide (LiTFSI), lithium-bis(fluorsulfonyl)imide (LiFSI)
oplosmiddelen: ethyleencarbonaat (EC), dimethylcarbonaat (DMC), ethylmethylcarbonaat (EMC), dimethoxyethaan (DME), ionische vloeistoffen
additieven: vinylcarbonaat (VC), monofluorethyleencarbonaat (FEC)
Formuleringstype: lage concentratie, hoge concentratie, ionische vloeistoffen
4. anode:
Li-ion: grafiet, silicium, grafiet-siliciumcomposiet
Li-metaal: lithiummetaal of legering op lithiumbasis
Houd er rekening mee dat vast of vloeibaar alleen verwijst naar de toestand van de elektrolyt. Een batterij kan vrijwel elke combinatie van de 4 componenten zijn, bijvoorbeeld “LFP vast Li-ion” of “LFP vloeibaar Li-Metaal” of “NMC vloeibaar Li-ion” of “NMC vast Li-Metaal”, enz. Volledig lithium Batterijen kunnen worden onderverdeeld in 4 categorieën: vloeibaar Li-ion, vast Li-ion, vloeibaar Li-metaal en vast Li-metaal.
Dus als iemand ‘solid-state’ batterij zegt, op welke batterij doelt hij dan precies? Figuur hierboven laat zien dat vast of vloeibaar de energiedichtheid niet beïnvloedt. Het is eigenlijk Li-Metaal of Li-ion dat de energiedichtheid bepaalt. Vast Li-ion heeft bijvoorbeeld geen verbetering van de energiedichtheid ten opzichte van vloeibaar Li-ion (voor dezelfde kathode), terwijl vloeibaar Li-metaal een aanzienlijke verbetering van de energiedichtheid heeft ten opzichte van vloeibaar en vast Li-ion (voor dezelfde kathode).
Er bestaat een groot stereotype dat vast veiliger is dan vloeibaar, vooral als het gaat om de combinatie met Li-Metal. Dat zou in de jaren negentig het geval kunnen zijn. Maar er is de laatste tijd grote vooruitgang geboekt op het gebied van vloeibare elektrolyt met hoge concentraties oplosmiddel-in-zout, ionische vloeistoffen en andere vloeibare benaderingen die de veiligheidseigenschappen van Li-Metaal dramatisch hebben verbeterd. Ook hangt de veiligheid van Li-Metaal of Li-ion niet alleen af van vaste of vloeibare elektrolyt, maar ook in grote mate van de keuze van de kathode, celcapaciteit, technisch ontwerp en vele andere factoren. Bovendien hebben solide Li-ion- en Li-Metaal-batterijen grote uitdagingen op het gebied van productie en schaalbaarheid die al vele jaren niet zijn opgelost, en solid-state batterijen blijven duur, beperkt tot cellen met een kleine capaciteit, en ook zij kunnen soms in brand vliegen.
Wij van SES besteedden vroeger veel tijd aan het woord ‘solide’. Toen we in 2012 begonnen, heetten we SolidEnergy omdat we werkten aan solide Li-Metaal. Maar toen schakelden we in 2015 over op vloeibaar Li-Metal en veranderden we onze naam officieel van SolidEnergy in SES in 2021. We hielden ons niet meer bezig met vast of vloeibaar. Een van onze auto-OEM's zei: “Waarom maakt het uit? Wat maakt het uit of het vast of vloeibaar is? onze gebruikers geven om kosten, bereik, snel opladen, veiligheid en vele andere functies, maar ik durf te wedden dat het ze niet uitmaakt of er een droge steen of een natte handdoek in de batterij zit.
Een batterij is een complex systeem dat materiaalchemie, celtechnologie, algoritmen voor gezondheidsmonitoring, enz. omvat en moet worden geoptimaliseerd op het gebied van energiedichtheid, levensduur, kosten, snel opladen, vermogensdichtheid, veiligheid, enz. De nadruk ligt op vaste of vloeibare stoffen de elektrolyt zorgt voor een onnodige bias die ons vermogen om te innoveren beperkt. De echte heilige graal zou Li-Metaal moeten zijn, omdat dat ons een indrukwekkende winst in energiedichtheid oplevert, en niet in vaste toestand. Er is niets fundamenteel superieur aan vast, en tegelijkertijd is er niets fundamenteel gebrekkig aan vloeistof. Het is ongepast dat de industrie een batterij discrimineert op basis van de fase waarin de elektrolyt vast of vloeibaar is.
Helaas heb je niet naar mij geluisterd en heb je dit artikel gelezen. Zoals ik in het begin al zei: niemand zou zich druk moeten maken over deze discussie. Vraag de volgende keer of de auto paars is, in plaats van te vragen of er een vaste of vloeibare batterij in de auto zit.
Author Qichao Hu
Dr. Qichao Hu is the founder and CEO of SES AI (NYSE: SES), the Boston-based company pioneering the world’s lightest long-range Li-Metal battery and transparent EV battery supply chain. Dr. Hu has a BS in Physics from MIT and a PhD in Applied Physics from Harvard.
|
|
