Eine Reihe von Autoherstellern haben in den letzten Monaten in die Forschung und Entwicklung von Festkörper-EV-Batterien investiert, und Daimler und Stellantis sind in Zusammenarbeit mit dem US-Startup Factorial Energy in die Moshpits gesprungen, das eine Verbesserung der Reichweite von 20 bis 50 % gegenüber regulären behauptet. alte Lithium-Ionen-Batterien. Sie behaupten auch Sicherheitsverbesserungen, also was kann man nicht mögen?
Jeder spricht jetzt von einer Festkörper-EV-Batterie
Die Idee einer Festkörper-EV-Batterie reizt seit vielen Jahren Energiespeicherforscher und Interessenvertreter der Automobilindustrie mit dem Reiz einer Batterie, die weniger wiegt, weniger kostet, länger hält und eine bessere Leistung als eine typische Lithium-Ionen-EV-Batterie bietet mit einem flüssigen oder gelförmigen Elektrolyten.
Auch geringere Auswirkungen auf den Lebenszyklus und das Potenzial, mehr Wert aus der globalen Lithiumversorgung herauszuholen, sind zu berücksichtigen.
Der Teufel steckt aber im Detail. Ein festes Material so zu entwickeln, dass es das tut, was eine Flüssigkeit tut, ist nicht so einfach, wie es aussieht. Noch im Jahr 2017 schienen die Kosten für Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien unerschwinglich.
Dennoch rechnete das US-Energieministerium bereits damit, dass bald eine Festkörperbatterie für Elektroautos das Rennen um die Kostensenkung gewinnen würde. Im Jahr 2019 begannen Festkörperbatterien über die Welt zu driften CleanTechnica Radar, und im Mai 2020 hatte das Oak Ridge National Laboratory des Energieministeriums einen schlanken, aber leistungsstarken Festelektrolyten entwickelt, der aus einem keramikbasierten Material für die Funktion und einem Kunststoffmaterial für die Haltbarkeit besteht.
„Feste Polymerelektrolyte sind flexibel und kostengünstig, haben aber eine geringe Leitfähigkeit, während Elektrolyte auf Keramikbasis eine bessere Leitfähigkeit bieten, aber zu spröde für die Verarbeitung sind“, erklärte das Labor.
Die Dinge scheinen seit dem letzten Mal ziemlich schnell gegangen zu sein. Ford und BMW haben im vergangenen Frühjahr erhebliche Investitionen in die Festkörper-Elektrobatterietechnologie angekündigt, und BMW wirbt bereits damit der Nachhaltigkeitswinkel von Festkörperbatterien. Nissan, Toyota und Volkswagen gehören ebenfalls zu den Autoherstellern, die in die Solid-State-Technologie eintauchen.
Faktorielle Energie und die Festkörper-EV-Batterie der Zukunft
Das bringt uns zu Factorial Energy. Die Firma aus Massachusetts vermarktet eine Energiespeichertechnologie, die sie FEST™ nennt – für Factorial Electrolyte System Technology. Das System wird bereitgestellt ein proprietäres Festelektrolytmaterial das „eine sichere und zuverlässige Zellleistung mit Hochspannungs- und Hochleistungselektroden bei Raumtemperatur ermöglicht“, so das Unternehmen.
„Batterieplattformen, die auf FEST basieren, erzielen eine Verbesserung der Reichweite von 20 bis 50 %, ohne die Lebensdauer des Packs zu beeinträchtigen, und übertreffen die vorherrschenden Leistungsstandards für EV-Batterien, einschließlich derer für Energiedichte, Lebensdauer und Sicherheit“, sagte der frühere Executive Chairman des Unternehmens, Joe Taylor von Panasonic.
Das wird sich noch zeigen. Bisher scheint die F&E-Phase noch im Gange zu sein. Factorial stellt fest, dass es den Titel des Ersten beanspruchte, um die Skalierbarkeit seines neuen Festkörperelektrolyten Anfang dieses Jahres durch Erreichen eines 40-Ampere-Stunden-Benchmarks bei Raumtemperatur.
Folgen Sie dem Geld zu mehr und besseren Elektrofahrzeugen
Anscheinend hat Factorial genug Fortschritte gemacht, um das große Geld anzuziehen. Das Unternehmen kam im April aus dem Stealth-Modus heraus, und nur wenige Monate später, im Oktober, sammelte es Kia und Hyundai in seinem Investorenkreis. Jetzt türmen sich Stellantis (Dodge, Fiat, Chrysler usw.) und Daimler (die Leute von Mercedes-Benz) mit großer Begeisterung auf.
„Mit der Beschleunigung unserer Mercedes-Benz Strategie in Richtung ‚Electric Only‘ haben wir die Weichen für eine vollelektrische Zukunft“, sagte Markus Schäfer von der Daimler AG und der Mercedes-Benz AG. „Mit Factorial als unserem neuen Partner heben wir die Forschung und Entwicklung im Bereich vielversprechender Festkörperbatterien auf die nächste Stufe.“
Auch Stellantis-CEO Carlos Tavares konnte seine Aufregung kaum verbergen. „Unsere Investition in Factorial und andere hochanerkannte Batteriepartner erhöht die Geschwindigkeit und Agilität, die erforderlich sind, um Spitzentechnologie für unser Elektrofahrzeugportfolio bereitzustellen. Initiativen wie diese werden eine schnellere Markteinführung und einen kostengünstigeren Übergang zur Solid-State-Technologie ermöglichen“, sagte er.
Moment, hat GM gerade einen Solid-State-Switcheroo gezogen?
Wenn Sie die Sache mit der schnelleren Markteinführung erkannt haben, ist dies ein wichtiger Aspekt für Investoren wie Daimler und Stellantis. Factorial behauptet, dass seine FEST-Technologie größtenteils auf der gleichen Plattform wie eine herkömmliche EV-Batterie hergestellt werden kann, was erheblich Zeit und Kosten beim Umrüsten sparen würde.
Da immer mehr Jurisdiktionen Gasmobile einschränken oder ganz verbieten, wird der Gewinner des Verkaufsrennens für Elektrofahrzeuge derjenige sein, der die Muskeln in den Herstellungsbereich bringt, also bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren.
GM zum Beispiel hat kürzlich beträchtliche Energie in die Entwicklung einer neuen Lithium-Ionen-Energiespeichertechnologie im Rahmen seiner Ultium EV-Batterielinie investiert, aber es könnte ziemlich schnell schalten. Wie sich herausstellte, sicherte das Unternehmen seine Wette mit einer Beteiligung an der Singapore Energiespeicher-Startup SES Holdings Pte.
SES ist noch nicht voll Solid-State, zumindest noch nicht. Das Unternehmen ist jedoch mit einem neuen einen Teil des Weges gegangen Lithium-Metall-Anode, was zu einer Batterie führte, die „groß genug ist, um ein Auto anzutreiben, ein Zeichen dafür, dass der Neuling bei seinen Bemühungen, Technologien zu kommerzialisieren, die die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöhen könnten, seinen Konkurrenten voraus ist“. Bloomberg letzten Monat gemeldet.
SES stellt seine hybride Lithium-Metall-Technologie unter diesen Behauptungen vor:
- Prognostizierte 400 Wh/kg und 1.000 Wh/l, was eine größere Reichweite für Elektrofahrzeuge bietet.
- Kann in weniger als 15 Minuten zu 80% aufgeladen werden.
- Die ultradünne Li-Metall-Anode reduziert das Batteriegewicht und die Produktionskosten.
- Proprietärer Elektrolyt und KI-Algorithmus erhöhen die Sicherheit erheblich.
- Mit vorhandener Infrastruktur und Prozessen maßstabsgetreu herstellbar.
Vorwärts und aufwärts für die EV-Revolution
Wowzer. Apropos Fertigungsende, wie wäre es mit einer neuen EV-Batterie, die sich praktisch von selbst herstellt?
Das könnte in den nächsten Jahren geschehen, wenn die ARPA-E-Förderstelle des Energieministeriums auf dem richtigen Weg ist.
Im Januar 2017 vergab ARPA-E 3.650.000 US-Dollar an eine Partnerschaft zwischen der University of California – San Diego, der University of Maryland und der Lithium-Air (ja, air) Energiespeicherfirma Liox Power „eine selbstformende Hochtemperatur-Festkörper-Lithiumbatterie zu entwickeln, die die kritischen Kosten- und Leistungsprobleme löst, die die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge behindern.“
ARPA-E erwartet eine Verdoppelung der Energiedichte zu halben Kosten der aktuellen Lithium-Ionen-Technologie.
Lassen Sie uns in der Zwischenzeit innehalten und zur Kenntnis nehmen, dass mehr und bessere Autos jeglicher Art keine besonders nachhaltige Lösung sind, unabhängig davon, was aus ihren Endrohren kommt oder nicht.
Die Umstellung der weltweiten Flotte umweltschädlicher Fahrzeuge auf saubere Technologie ist ein guter erster Schritt, aber unser Geld fließt in eine Überarbeitung des Nahverkehrs, der Fertigungssysteme und des Stadtdesigns, die für mehr Mobilität mit weniger Verbrauch der kostbaren Ressourcen der Erde sorgen.
In diesem Sinne freuen wir uns auf eine Probefahrt des Fuel Fluid-1 E-Bike irgendwann in naher Zukunft.
Folge mir auf Twitter @TinaMCasey.
Foto: Festkörper Energiespeicher für Elektrofahrzeuge über faktorielle Energie.
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