Toekomst van batterijen

Nieuwe batterijtechnologie kan niet alleen massale EV-adoptie mogelijk maken, maar kan ook de sleutel zijn tot schone energie. In dit exclusieve interview bespreekt CEO Dr. Doron Myersdorf enkele van de problemen rond EV-batterijen en hoe deze kunnen worden opgelost, energieopslag en toekomstige ontwikkelingen

Voor iedereen die nog nooit van StoreDot heeft gehoord, kun je uitleggen wat je doet?

Wij ontwikkelen innovatieve materialen voor het ultrasnel opladen van Li-ion accu's. We willen voertuigen in vijf minuten volledig kunnen opladen.

De secretaris-generaal van Amnesty International zei:Elke fase van de levenscyclus van batterijen, van delfstofwinning tot verwijdering, brengt mensenrechten- en milieurisico's met zich mee. Ben je het eens met deze stelling?

Ja! Daarom hebben we ultramoderne laboratoria ontwikkeld voor de synthese van organische materialen die sommige van de problematische materialen zoals kobalt tot een minimum kunnen beperken of zelfs vervangen.

Als de vraag alleen maar toeneemt, wat kan er worden gedaan om deze energiebron te reviseren?

Er zijn nieuwe en innovatieve materialen nodig om de energiedichtheid en duurzaamheid van batterijen te verbeteren.

Batterijfabrikanten zeggen dat batterijen ongeveer tien jaar meegaan, maar wat zijn de vooruitzichten om die batterij dan uit te kunnen halen en in andere toepassingen te gebruiken?

Heel hoog. Het gebruik van batterijen voor een tweede leven is een opkomend gebied en ondersteunt het balanceren van het net en buffering voor snellaadstations.

Nissan x OPUS conceptcamper gebruikt tweedehands EV-batterijen

En hoe zit het met het einde van de levensduur – hoe kun je de technologieën en materialen van de componenten gebruiken en hergebruiken of recyclen?

Dit is een enorme uitdaging waar bedrijven nu pas serieus in beginnen te investeren. Aangezien de schaalvoordelen er tot voor kort nog niet waren, staat dit veld nog in de kinderschoenen. Als hier meer onderzoek en ontwikkeling in zou worden geïnvesteerd, zouden er meer mogelijkheden zijn om de materialen te extraheren.

Momenteel zijn alle toonaangevende batterijen – inclusief die voor de Nissan LEAF – gebaseerd op lithium-iontechnologie, en de meeste onderzoekers denken dat verbeteringen aan li-ioncellen maximaal 30 procent meer energie per gewicht kunnen opleveren. Dat betekent dat li-ioncellen elektrische auto's nooit de 800 kilometer actieradius van een benzinetank zullen geven. Hoe kunnen we dit veranderen? Welke andere technologieën zouden commercieel levensvatbaar kunnen zijn?

Ultrasnel opladen [d.w.z. vijf minuten] kan de bereikangst op een andere manier verminderen. StoreDot stelt voor dat in plaats van grote batterijen te overontwerpen [d.w.z. voor 800 km], zullen we de bestuurder een laadervaring bieden die net zo snel is als tanken, met een compromis van het totale bereik. Het feit dat je je auto meteen zou kunnen opladen, zou je bijna onbeperkte kilometers opleveren, dus de angst voor het bereik zou volledig verdwijnen.

Hoe kan het maken van een nieuwe batterij met platinametalen positief zijn voor de industrie?

Deze technologie is nog steeds niet beschikbaar voor EV's. Platina en palladium vereisen veel verder onderzoek om het potentieel van lithium-lucht- en lithiumzwavelbatterijchemie te ontsluiten om hun ontladingscapaciteiten en recycleerbaarheid te vergroten. Er is nog minstens tien jaar R&D nodig om dergelijke nieuwe batterijtechnologie te commercialiseren.

En hoe zit het met solid-state batterijen?

In vaste toestand vervang je de elektrolyten in de batterijen, de vloeistof, door vast materiaal dat een veel grotere energiedichtheid mogelijk maakt, wat ook veiliger is. Ze zijn ook een andere grote belofte die kritische innovatie van nieuwe materialen vereist. Voor kleine accu's is het interessant, maar voor EV's de komende jaren niet zo levensvatbaar. Naar mijn mening zijn ze vooral niet relevant voor snelladen, omdat de hitte-uitdagingen te groot zijn.

Het is duidelijk dat VW er anders over denkt dan StoreDot, nadat het een deal heeft gesloten met QuantumScape om een ​​industrieel productieniveau van solid-state batterijen mogelijk te maken

Hoe kunnen verbeteringen in de software en hardware zorgen voor een langere levensduur van de batterij en meer energie opslaan?

Battery Management Systems (BMS) van EV's worden steeds geavanceerder en kunnen de gezondheid van de cellen in realtime beheren en tegelijkertijd een optimaal gebruik garanderen op basis van de rijgewoonten van de bestuurder en veranderende wegomstandigheden en klimaat.

De energiedichtheid van batterijen zal aanzienlijk moeten worden verhoogd als EV's massaal moeten worden toegepast, maar hun kosten zullen ook moeten dalen. Hoe maken we batterijen goedkoper?

Vanwege de grotere productieschaal van vandaag is de organische YOY-verbetering in Li-ion 5 procent. terwijl de kosten met een vergelijkbaar tarief worden verlaagd. Bovendien kunnen nieuwe en innovatieve materialen, zoals wat StoreDot ontwikkelt, dit organische percentage verdubbelen. Dus tegen 2030 zullen de kosten $ 75 per kWh bedragen. De prijzen dalen ook gestaag met vraag en aanbod.

Hoe kunnen we batterijen veiliger maken?

Veiligheid is de belangrijkste parameter in ons batterijontwerp. Bij StoreDot hebben we keramische afscheiders geïntroduceerd, evenals additieven die brandwerend zijn in de formulering en structuur van de cellen. We voeren tientallen veiligheidstests uit voor elke formulering en gebruiken Data Science om de veiligere batterijen te lokaliseren die het PPB-veiligheidsniveau (Part per Billion) zullen bereiken en veel veiliger zullen zijn dan een voertuig met verbrandingsmotor.

Hoe kun je zien dat energieopslag een rol speelt om economieën in staat te stellen over te stappen op koolstofarme energiebronnen?

Het probleem van de mensheid tot 50 jaar geleden was hoe elektriciteit op te wekken, toen elektriciteitsbedrijven kolen en gas begonnen te verbranden, enz. Dit probleem is nu minder relevant omdat we alternatieven voor fossiele brandstoffen hebben. Dus het grote probleem is verschoven en nu is de uitdaging het vermogen om deze energie te verplaatsen en beschikbaar te maken voor mensen waar en wanneer ze dat nodig hebben, en om de steden schoon te houden van fossiele brandstoffen. Batterijen spelen een sleutelrol bij het nemen van alternatieve energiebronnen en het leveren ervan tot de "last mile".

Renault draagt ​​zijn steentje bij om de energietransitie te ondersteunen door de batterijen van zijn elektrische voertuigen te hergebruiken voor stationaire energieopslag.

Een volledige overgang naar hernieuwbare energie vereist meer batterijcapaciteit dan momenteel in de wereld bestaat. De wereldproductie van lithium-ionbatterijen bedraagt ​​ongeveer 35 gigawattuur per jaar. Dat zal toenemen, maar zelfs met nieuwe elektrodematerialen is het twijfelachtig of batterijen kunnen voldoen aan de wereldwijde elektriciteitsbehoefte. Hoe kunnen we dit oplossen?

Batterijen zullen niet de enige oplossing zijn om energie op te slaan. Er zijn andere oplossingen, zoals brandstofcellen, vliegwielen, enzovoort, waarmee we energie kunnen opslaan. Desalniettemin zijn voor een personenauto de li-ionbatterijen de meest effectieve oplossing voor de komende decennia; er kunnen in de toekomst echter vorderingen zijn op het gebied van LSD-batterijen of waterstofcellen. De Giga-fabriek van Tesla/Panasonic in Nevada was in 2014 35 GwH, dus ik geloof dat het aantal dat u vandaag citeerde minstens drie keer zo hoog is als dat.

Wanneer denk je dat het omslagpunt voor EV's zal komen?

2025

Over welke toekomstige ontwikkeling ben je het meest enthousiast?

De mogelijkheid om EV's niet alleen als voertuig te gebruiken, maar ook als back-upstroom voor het huis, evenals het balanceren van het elektriciteitsnet, zodat met ondersteuning van AI het algehele energieopslagprobleem van de wereld wordt geoptimaliseerd voor voertuigen, huizen en het raster in één continuüm. Op die manier kunnen we een wereldwijd optimaal energieprobleem besparen in plaats van een lokaal probleem per voertuig op te lossen.

Een samenwerkingsproject tussen Zero Carbon Futures en SR Technology Innovations onderzoekt de mogelijkheid om stroom in EV-batterijen te benutten als energieopslag in een woon- of werkomgeving, hetzij voor het opladen van voertuigen, het leveren van een noodstroombron of het terugleveren van stroom aan het net

Dus naar jouw mening zijn EV's de enige manier om vooruit te komen, omdat ze niet alleen problemen met nulemissie oplossen, maar ook veel andere problemen?

Precies, maar laten we niet vergeten dat grote voertuigen dit jaar deel uitmaken van een revolutie en dat EV's geconnecteerd en autonoom worden. Al deze megatrends komen samen met de revolutie van elektrische voertuigen en snel opladen staat centraal in deze perfecte storm. Maar deze dingen hebben tijd nodig om te groeien om de hele ervaring snel en gemakkelijk te maken.

Heeft u iets dat u wilt toevoegen?

Alleen al het idee dat om EV's echt naar de volgende stap te brengen, je nieuwe batterijtechnologie nodig hebt. Daarom zijn we StoreDot gestart om onderzoek en ontwikkeling te doen in nieuwe en verbeterde batterijen.