211service.com
Bedre lithiumbatterier for at få en testflyvning
Forskere har i årtier vidst, at lithium-metal-batterier tilbyder en kraftfuld kombination af energitæthed og kompakthed. Desværre byder disse batterier også på udfordringer: de er svære at genoplade, og de har en uheldig tendens til at bryde i flammer.
Massachusetts-baseret opstart SolidEnergy Systems , spundet ud af Donald Sadoways MIT-laboratorium i 2012 hævder at have løst disse problemer med en ny anodestruktur og hybridelektrolyt. Qichao Hu, SolidEnergys grundlægger, viste først sidste efterår en prototype, der er halvt så stor som et iPhone 6-batteri og giver længere batterilevetid pr. opladning. Selskabet siger, at det vil sælge batterier til smartphones i begyndelsen af næste år og til elektriske køretøjer i 2018. Først går det dog efter et mere specialiseret marked: droner.
Specifikt peger Hu på de højtliggende droner og balloner, der udvikles til at levere Wi-Fi i fjerntliggende områder. De skal drives af batterier, men det nuværende lithium-ion batterilevetid er meget kort, og batterierne er tunge. SolidEnergys nye batteri, siger han, giver den samme kapacitet ved halv volumen og halv vægt.
Sidste efterår viste SolidEnergy en prototype, der er halvt så stor som et iPhone 6-batteri, men som giver længere batterilevetid pr. opladning.
At sælge batterier til droneproducenter kan være en smart adgangsvej for et nyt batterifirma, hvoraf mange har haft problemer med at konkurrere med etablerede batteriudbydere som Panasonic, der har en kontrakt på flere milliarder dollar om at forsyne elbilproducenten Tesla med batterier . Men selvom SolidEnergys teknologi er ny, er den stadig ubevist i den skala, der er nødvendig for at få fat i en del af det voksende dronemarked, for ikke at sige noget om mobiltelefoner og elektriske køretøjer.
Lithium-ion-batterier, som findes i overvægten af nutidens mobiltelefoner og elektriske køretøjer, bruger en række forskellige lithiumoxidforbindelser til katoden og et ikke-lithiummateriale (normalt grafit) til anoden. Lithium-metal batterier, på den anden side, bruger en metallisk-lithium anode. Det har længe været kendt, at lithium-metal-batterier tilbyder højere energitætheder, men deres flygtighed gør dem problematiske.
SolidEnergys produkt er et lithiummetalbatteri, der har en tynd højenergianode lavet af lithiummetalfolie frem for den mere almindelige grafit. SolidEnergys vigtigste innovation ligger imidlertid i elektrolytten. For at reducere anodens tendens til at blive moset eller dækket af ujævnheder, der har tendens til at forårsage kortslutninger, udviklede Hu en hybridelektrolyt, der består af en tynd, solid belægning på anoden, som beskytter lithiummetallet mod at reagere med den flygtige elektrolyt, og en flydende elektrolyt i katoden, som hjælper batteriet med at fungere ved lavere temperaturer.
Teknologiens effektivitet er svær at bedømme på nuværende tidspunkt, fordi Hu ikke har offentliggjort sit arbejde i et videnskabeligt tidsskrift. Og SolidEnergy står nu over for den udfordring, der har afsporet mange lovende batteristartups: at bringe teknologien på markedet.
Hu lancerede SolidEnergy, lige da batteristarten A123 var ved at indgive en konkursbegæring. Vi havde ingen faciliteter, ingen finansiering, ingen laboratorier til at bygge batterier, husker Hu. Et besøg i A123's Waltham, Massachusetts, laboratorium resulterede i en usædvanlig ordning: det nye firma ville bruge A123's produktionslinje. De havde en fin facilitet til at bygge batterier, og de lærte mig grundlæggende, hvordan man bygger dem, siger Hu. Da A123 blev opkøbt af det kinesiske konglomerat Wanxiang Group i 2013, underskrev Hu en aftale om at fortsætte med at bruge anlægget. Den aftale udløber til efteråret, og SolidEnergy flytter ind i mere rummelige boliger i Woburn.
Ved at bruge A123s facilitet, siger Hu, tvang SolidEnergy til at udvikle en prototypeenhed, der kunne bygges ved hjælp af konventionelle lithium-ion-fremstillingsværktøjer. Hvis vi havde bygget vores egne laboratorier, ville vi have været fokuseret på materialer, og vi skulle grundlæggende udvikle en hel fremstillingsproces omkring det, siger Hu. Det er det største problem med batteriselskaber: de starter med meget interessante materialer og opfinder derefter en proces omkring dem, der ikke er skalerbar. For os var det det modsatte: Vi skulle designe et materiale, som vi kunne sætte ind i en storstilet produktionslinje.
Alligevel stiller nogle spørgsmålstegn ved Hus ambitiøse tidsplan. At gå fra en fungerende prototype i oktober 2015 til forbrugerbatterier i begyndelsen af 2017 og elbiler i 2018 er en utrolig aggressiv tidsplan, siger Jim McDowall, direktør for forretningsudvikling hos batteriproducenten Saft, i en e-mail.
TIL ny rapport fra Lux Research konstaterer, at en ny energilagringsteknologi koster omkring 1 milliard dollars over seks år at bringe på markedet. SolidEnergy har rejst 18 millioner dollars i to finansieringsrunder til dato.