Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge sollen von Autoherstellern getestet werden

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Das überfüllte Feld der EV-Batterien der nächsten Generation wird von Minute zu Minute voller. Die neue Festkörpertechnologie hat große Aufmerksamkeit erregt, aber auch Lithium-Schwefel-Formeln haben Innovatoren und Investoren angezogen. Schwefel ist ein reichlich vorhandener, ungiftiger und kostengünstiger Stoff, der den Markt für Elektrofahrzeuge zum Durchbruch bringen könnte, wenn Forscher nur einige lästige chemische und mechanische Abbauprobleme lösen könnten.

Der lange Weg zu Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge

Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge haben die Grenze überschritten CleanTechnica Während der Obama-Regierung wurde das Radar regelmäßig überwacht. Bereits 2015 haben wir beispielsweise festgestellt, dass die Lithium-Schwefel-Kombination dazu beitragen könnte, die Kosten für Elektrofahrzeuge zu senken, indem sie die herkömmliche Lithium-Ionen-Technologie von der Bildfläche streicht.

„Bisher waren Lithium-Ionen-Batterien der Goldstandard für Elektrofahrzeugbatterien, aber sie sind immer noch recht schwere und kostspielige Geräte, und ihre Einschränkungen sind der Hauptgrund dafür, dass Elektrofahrzeuge für viele Autokäufer immer noch unerschwinglich sind“, stellten wir fest.

Seitdem sind die Kosten für die Lithium-Ionen-Technologie gesunken, und auf dem Markt kommen immer mehr kostengünstigere Elektrofahrzeuge auf den Markt. Dennoch wird das Autokäuferpublikum von allen Seiten finanziell unter Druck gesetzt. Den Preis eines Elektrofahrzeugs so weit wie möglich zu senken, würde dazu beitragen, emissionsfreie Mobilität sowohl zu einer wirtschaftlichen als auch zu einer umweltfreundlichen Wahl zu machen.

Das ist alles schön und gut, aber die Entwickler von Lithium-Schwefel-Batterien haben viel zu tun. Im Hinblick auf chemische Probleme neigten frühere Iterationen der Technologie dazu, sich bereits nach wenigen Ladezyklen zu verschlechtern. Es kommt auch zu einer mechanischen Verschlechterung, wenn die Batterie schrumpft und anschwillt.

„Das Ergebnis ist, dass Schwefelpartikel ohne elektrische Funktion umherdriften, was die Effizienz beeinträchtigt und zum Kriminalitätsproblem beiträgt“, stellten wir fest.

Lyten liefert neue Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge aus

Eines der Startups, die sich der Lithium-Schwefel-Herausforderung stellen, ist das kalifornische Unternehmen Lyten, das in den letzten Monaten einige große Schritte unternommen hat. In den neuesten Nachrichten gab das Unternehmen Anfang dieser Woche bekannt, dass es A-Muster seiner neuen Lithium-Schwefel-Pouchzellen zur Bewertung an Autohersteller in den USA und der EU versenden wird.

Der Versand von Mustern zur Bewertung ist weit von einer kommerziellen Produktion entfernt. Lyten produziert seine A-Proben derzeit auf einer Pilotanlage, die letztes Jahr in Betrieb genommen wurde. Dennoch ist es immer noch ein bedeutender Meilenstein für neue EV-Batterien. Wie Lyten beschreibt, „startet“ die Musterlieferung eine Reihe von Schritten, die zum Massenmarkt führen. Die Pilotlinie setzt auch Standardausrüstung für die Lithium-Ionen-Herstellung ein, um das Potenzial für eine schnelle Skalierung zu demonstrieren.

„Lyten stellt Lithium-Schwefel-Zellen sowohl im Beutel- als auch im zylindrischen Format (2170 und 18650) her und liefert derzeit das 6,5-Ah-Beutelzellenformat zur Kundenbewertung aus“, erklärte das Unternehmen in einer Pressemitteilung vom 8. Mai. Lyten geht auch davon aus, A Proben der zylindrischen Zellen später in diesem Jahr.

Bereinigen der Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien

Wenn man bedenkt, dass die Lithium-Ionen-Technologie bereits ausgereift war, während die Forscher gerade erst mit der Lithium-Schwefel-Technologie begannen, stellt sich die Frage, warum man sich die Mühe machen sollte, aufzuholen. Lyten nennt vier gute Gründe.

Erstens ist die Energiedichte. Lyten behauptet, dass die Lithium-Schwefel-Formel in Form der Nickel-Mangan-Kobalt-Technologie die doppelte Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien liefern kann. Im Hinblick auf EV-Anwendungen bedeutet das mehr Reichweite oder die gleiche Reichweite auf kleinerem, leichterem Raum.

Zweitens sind die Kosten. Lyten stellt seine Kathoden mit Schwefel und einer proprietären Graphenverbindung her, wodurch die Verwendung der teureren Materialien Kobalt und Mangan sowie Nickel entfällt. Die Lithium-Metall-Verbundanode eliminiert außerdem Graphit aus der EV-Batterie.

Drittens ist der CO2-Fußabdruck. Lyten berechnet, dass der Verzicht auf Kobalt und andere kritische Materialien zu einer deutlichen Reduzierung des Energieverbrauchs bei der Batterieherstellung führt. Das Unternehmen prognostiziert einen um 65 % geringeren CO2-Fußabdruck seiner Batterien.

Der vierte Faktor ist die Zuverlässigkeit der Lieferkette und die nationale Sicherheit. Lyten gibt an, dass seine Elektrofahrzeugbatterien vollständig in den USA und der EU bezogen werden können.

Wer will neue Lithium-Schwefel-Batterien?

Was die Frage angeht, wer zu den ersten Anwendern dieser neuen EV-Batterien gehören wird, nannte Lyten Stellantis in seiner Pressemitteilung unter den potenziellen Lieferzielen von mehr als 20 noch zu benennenden Kunden. Das Unternehmen weist darauf hin, dass Chrysler Anfang des Jahres die neuen Li-S-Batterien für Elektrofahrzeuge in seinem neu vorgestellten Modell vorgestellt hat. futuristisches Halcyon-Konzeptauto.

Lyten erwähnte auch Verteidigungsanwendungen, bei denen die Frage der Zugänglichkeit inländischer Lieferketten bereits ins Spiel gekommen ist.

Am 30. Januar gab Lyten bekannt, dass das Unternehmen einen Zuschuss in Höhe von 4 Millionen US-Dollar vom US-Energieministerium erhalten hat, nachdem ein neues Gesetz verabschiedet wurde, das die Möglichkeiten des US-Verteidigungsministeriums einschränkt, Batterien von chinesischen Firmen zu kaufen. Die Beschränkungen treten im Jahr 2027 in Kraft.

„Das DoE Zuschussprämien für Lithium-Schwefel Wir folgen der Verabschiedung des National Defense Authorization Act, der letzten Monat mit Unterstützung beider Parteien in Kraft trat und dem US-Verteidigungsministerium ab Oktober 2027 den Kauf von Batterien der größten chinesischen Hersteller verbieten wird“, erklärte Lyten.

Im Rahmen des Zuschusses wird Lyten mit der Stanford University, der University of Texas-Austin und dem Unternehmen zusammenarbeiten Arcadium-Lithium (entstanden durch eine Fusion zwischen Livent und Allkem) mit dem Ziel, die Herstellung von Lithium-Schwefel-Batterien zu beschleunigen.

Seien Sie noch nicht zu sehr von diesem Aspekt der Landesverteidigung begeistert, zumindest was die Batterien von Elektrofahrzeugen betrifft. Das Pentagon verwendet routinemäßig wiederaufladbare Batterien für elektronische Geräte, war jedoch bei der Elektrifizierung seiner riesigen Flotte von Bodenfahrzeugen äußerst vorsichtig.

Im Jahr 2015 sah das Bild diesbezüglich besonders düster aus konventionelle Lithium-Ionen-Technologie. Positiv zu vermerken ist, dass die Armee im Schwefelfeld nach einer alternativen Lösung gesucht hat. Bereits 2015 beteiligte sich das Army Research Laboratory beispielsweise an einer Bewertung von Strategien zur Verhinderung der Verschlechterung von Lithium-Metall-Anoden in Lithium-Schwefel-Batterien. Eine weitere Entwicklung zeichnete sich 2017 ab, als sich das Army Research Laboratory mit der University of Oxford und der University of Michigan zusammenschloss, um den Einsatz von zu untersuchen Festelektrolyte für Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge.

Zu den neueren Entwicklungen gehört, dass Armeeforscher im Jahr 2020 an der Schaffung einer Multi-Institution beteiligt waren Untersuchung von Lithium-Schwefel-Batterienmit Schwerpunkt auf einem neuen leistungssteigernden Elektrolyten.

Forscher der University of Michigan haben auch recycelte Kevlar-Fasern eingesetzt verlängern die Lebensdauer von Lithium-Schwefel-Batterien und die Kosten niedrig zu halten, in einem Projekt, das vom Verteidigungsministerium zusammen mit der National Science Foundation finanziert wird.

Halten Sie Ausschau nach weiteren Neuigkeiten des Verteidigungsministeriums über Elektrofahrzeugbatterien. Die Dinge krochen in einem schläfrigen Tempo voran, aber einige neue Aktivitäten im Bereich der elektrischen Notfallfahrzeuge könnten darauf hindeuten, dass das Tempo bereit ist, sich zu beschleunigen.

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Foto (beschnitten). Muster neuer Lithium-Schwefel-Batterien für Elektrofahrzeuge sind auf dem Weg zu Automobilherstellern und anderen Interessenvertreter im Bereich der Energiespeicherung (Mit freundlicher Genehmigung von Lyten über businesswire.com).