211service.com
Gammel batteritype får et energiboost
Næsten alle bilproducenter, der er interesseret i at producere elbiler, satser på forbedringer af lithium-ion-batterier for at gøre bilerne billigere og udvide deres rækkevidde.
Men forskere ved BASF undersøger mulighederne for en ældre type batteri, nikkel-metalhydrid, der nu bruges i hybrider. De fordoblede for nylig mængden af energi, som disse batterier kan lagre, hvilket gør dem sammenlignelige med lithium-ion-batterier. Og de har en plan om at forbedre dem langt mere, hvilket potentielt vil øge energilagringen med yderligere otte gange.
BASF-forskerne sigter efter batterier, der koster $146 per kilowatt-time, omtrent halvt så meget som de billigste lithium-ion elbilbatterier.
Lithium-ion-batterier er blevet foretrukket i mange applikationer, fordi de er lettere og mere kompakte - det er derfor, de har afløst nikkel-metalhydrid-batterier i de fleste bærbare elektronik.
Men nikkel-metalhydrid-batterier har nogle væsentlige fordele i biler, hvorfor de er blevet brugt i hybrider i årtier. De er holdbare og i sagens natur sikrere end lithium-ion-batterier, dels fordi de ikke bruger brændbare væsker, som lithium-ion-batterier gør - de antændes ikke, hvis de overophedes eller overoplades, så deres kølesystemer og elektroniske kontroller er langt enklere. Sikkerhedssystemer kan tilføje omkring 25 procent til prisen på en lithium-ion batteripakke og øge deres vægt med 50 procent, baseret på data fra industrigruppen U.S. Advanced Battery Consortium.
Til disse iboende fordele tilføjede BASF-forskerne forbedringer til de nikkelbaserede materialer, der bruges i batterierne. Ændring af mikrostrukturen hjalp med at gøre dem mere holdbare, hvilket igen tillod ændringer i celledesignet, der sparede betydelig vægt, hvilket muliggjorde opbevaring af 140 watt-timer pr. kilogram.
Lithium-ion battericeller kan lagre langt mere - 230 watt-timer pr. kilogram i nogle tilfælde. Men når du medregner sikkerhedssystemernes ekstra vægt, og det faktum, at meget af energien holdes i reserve for at reducere slid og give mulighed for, at energilagringskapaciteten falmer over tid, kan denne fordel forsvinde.
En nylig analyse viste, at den samlede brugbare mængde energilagring i lithium-ion elbilbatterier er mellem 60 og 120 watt-timer pr. kilogram. Forskere mangler stadig at teste, om BASFs celler kan holde lige så længe som konventionelle nikkel-metalhydrid-batterier.
Det næste skridt for BASF er at introducere mere radikale ændringer af nikkel-metalhydrid-batterier, ved at udskifte de materialer, der bruges nu, til dem, der kan lagre mere energi og modstå højere spændinger.