Nya framsteg inom säkrare och större batterier

Permalänk
Medlem
Skrivet av norrby89:

Tror dock att kisel av allt kan va en ganska dum idé om inte annat med tanke på hur politiken ser ut och vart all kisel kommer från.

Kisel är det näst vanligaste grundämnet i jordskorpan med ca 26 viktprocent. Finns i vanlig sand t.ex. Så det lär inte bli nån brist. Sen kan det vara så att rent kisel idag tillverkas nån annanstans men det verkar vara en hyffsat enkel process (wikipedia) att framställa.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Fire_Ice:

Jag undrar när nutiden ska komma ikapp framtiden? Fortsätter det så här så kommer vi fortfarande att prata om alternativ till litium-batterier 2050, eller kanske 2100.

Även den nya batteritekniken kan innehålla litium så tror inte man pratar ersättare till just litium utan att göra batterier i "fast form" så att det inte finns samma brandrisk samt öka kapacitet.
Kan man få bort kobolt (som t.ex. Tesla har lyckats med och säljer i vissa av sina bilar) så är det ju ännu bättre. Litium finns det rätt gott om men kobolt verkar det vara värre med.
Sen så är ju brytningen av cobolt inte helt okontroversiell medans litium finns lite här och var.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Barsk66:

Kisel är det näst vanligaste grundämnet i jordskorpan med ca 26 viktprocent. Finns i vanlig sand t.ex. Så det lär inte bli nån brist. Sen kan det vara så att rent kisel idag tillverkas nån annanstans men det verkar vara en hyffsat enkel process (wikipedia) att framställa.

ja må så vara men när ett land idag står för mer än dubbelt så mycket mer än vad alla andra länder i världen står för tillsammans så säger det nog att det kanske inte är riktigt så enkelt.

Permalänk
Medlem

Även om man gör anodsidan 10 ggr effektivare innebär inte att batteriet hela batteriet får 10 ggr i kapacitet - då det som levererar Li-jonerna från katodsidan är fortfarande beroende av materialet i katoden (någon av LiFePO4, LiMn2O4, LiCoO2, LiNiCo, LiNiMnCo2, LiNiCoAlO2, Li2TiO3 - tror också att det finns någon som är baserad på till en del järn också (kobolt, magan och järn och titan har ganska mycket gemensamt rent kemiskt) och att de flesta av dem kan bara avge begränsad mängd av Lithium-joner för att de inte skall kollpsaa i sin struktur - i LiCoO2-kemin är det ungefär 50% av litiumet som kan dras ut ur strukturen innan det blir permanenta skador.

(alla uppräknade varianterna är för att minska andelen kobolt för att det är en konfliktmetall och dyr, också för att minska tendensen med termitliknande brand när det väl sätter igång - dock att använda nickel och mangan minskar knappast problemet med konfliktmetaller då även dessa är det brist på och därmed högt pris då alla dessa också är legeringsmetaller för stål och därmed stor åtgång - de enda billiga katodmaterialen är LiFePoO4 - typ.

Anod-sidan med grafit som är vanligast (och här försöker ersätta med kisel - kol och kisel är ganska lika i många avseende) är att de bräcks sönder i grafitlagren när Li-jonerna interscalerar och sedan dras ut igen mellan kristalllagren då de fysiskt växer och krymper i storlek i varje cykel och det blir allt mindre yta i grafiten med ej trasade kristall-plan i varje grafitkorn - man har tittat på att använda natrium istället för litium då natrium intescalerar också med grafit precis som lithium - men natriumatomerna är betydligt större än Lithium och bryter sönder lagren i grafiten fortare och sedan har man hur man skall skapa förråd av natriumjoner på katodsidan på samma sätt som lithium idag

I artikeln så verkar man legera Lithium i kisel istället för att interscalera (NiMh där vätet 'legerar' med metall (jordartsmetaller tillsammans med magnesium mfl.) och den vägen lyckas lagra in mer lithium - men till priset av att kisel-lithium-legeringen växer och krymper i storlek väldigt mycket mer än grafit och bräcks sönder fortare - därav den mer begränsade antal cyklerna. till detta kan man fundera på hur kraftig tillväxt och krympning fungerar med solid elektrolyt - om det nu inte bara är semi-solid och kan följa med storleksändringen mot katod-kornen. detta kan fungera i väldigt tunna lager, men hur fungerar det i lite större lager när hela cellens olika lager 'andas' i tjocklek på katod och anod-lagren beroende på laddningsgraden.

Oavsett om man lyckas få katoden 10 ggr mer effektivare så kan bara öka på mängden anodmaterial knappt dubbelt upp (för att volymen på anodsidan blir 1/10-del i storlek som innan - mycket draget till sin spets, men anoden behöver också plats att expandera vid laddning, vilket katoden troligen inte krymper i motsvarande grad (om ens alls) men om man bortser från detta så pratar man om knappt dubbla kapaciteten per batterivolym mot innan och mer realistiskt kanske ca 50% laddning per batterivolym mer än dagens celler.

så 10 ggr mer blir snabbt bara en halv gång mer, typ...

Permalänk
Medlem

Artikeln får det att låta som att kislets egenskaper gör det möjligt att skapa batterier med 10 gånger så hög kapacitet. Det är inte sant, ens "teoretiskt". Även vid 10 gånger så hög kapacitet på anoden så kommer batteriets totala kapacitet med katod och elektrolyt inräknat bli mycket lägre. Du behöver ju 10 gånger så mycket litium t.ex.
Dessutom så gäller denna tiodubblade kapaciteten om kislet är i en konfiguration som gör det omöjligt att ha i ett batteri då det sväller 400% vid laddning. Så inte ens i teorin kan du ha 10 gånger så hög kapacitet på anoden. Lösningarna som finns för att förhindra svällning ger inte alls samma kapacitetsökning. Och de kan ej heller få kapacitetsökningen längre fram genom optimeringar då kapacitetsökningen är tätt knuten till svällandet man vill undvika. Och sedan så tillkommer övriga komponenter i batteriet som sagt också.

Tyvärr så är det så att det tycks vara totalt omöjligt att rapportera om nyheter kring batterier utan att det ska göras sensationellt med aktiva lögner genom vaga formuleringar, tvetydligheter och rena vilseledanden. Om det är för att få klick eller om det är aktivism bakom är svårt att avgöra, men man ser inte den typen av vilseledanden i andra tekniknyheter så är svårt att bara förklara med klickjakt.

Permalänk
Medlem

Om det låter för bra för att vara sant ...

Som vanligt med batteriteknik: jag tror det när det finns ett faktiskt serieproducerat batteri som ens är i närheten så bra som påståendena ger sken av.

Men självklart är det bra att det jobbas på stenhårt på alla fronter.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Mullvaden83:

bla bla bla.
Hur mycket har man inte hört om ny batteriteknik under de senaste 20 åren. Inte ett skit har hänt. Mobilen håller fortfarande knappt en dag. O Laptopen håller 5timmar under lite lätt load. Precis som förr.

Den dagen dessa nya rön batterier lanseras skarpt o inte i ett lab så kommer jag tro på det.

Samma sak med Graphene. Mycket ros om det men inte sett ett skit med det.

Har inte detta mer att göra med hur telefonen numera istället är en plattform där 100 olika appar slåss om din uppmärksamhet med mest notifieringar per timme på en skärm som är så stor att den kräver tvåhandsgrepp?

Permalänk
Medlem
Skrivet av norrby89:

Tror dock att kisel av allt kan va en ganska dum idé om inte annat med tanke på hur politiken ser ut och vart all kisel kommer från.

Kisel är jordens vanligaste grundämne. Finns inget annat vi har så mycket av
Problemet är att det ofta behöver renas och det kräver mycket energi. Kanske det du syftade på om man läser mellan raderna?

Permalänk
Medlem
Skrivet av talonmas:

Kisel är jordens vanligaste grundämne. Finns inget annat vi har så mycket av
Problemet är att det ofta behöver renas och det kräver mycket energi. Kanske det du syftade på om man läser mellan raderna?

Syftar mer på att idag står Kina för nästan 70% av all kisel, även om det finns gott om det och är enkelt att ta upp och behandla så är det ett land som står för så otroligt mycket att skulle dom stänga ner exporten helt så skulle resten av världen inte ha en chans att få till infrastrukturen för att kunna kompensera upp det hela.

Det jag ville komma till är att Kina är idag det absolut viktigaste landet för hela världen, vilket är en aning skrämmande med dagens politik och vart den är på väg.

Permalänk
Medlem
Skrivet av henkiii:

Har inte detta mer att göra med hur telefonen numera istället är en plattform där 100 olika appar slåss om din uppmärksamhet med mest notifieringar per timme på en skärm som är så stor att den kräver tvåhandsgrepp?

Jämför vi klassiker Nokia 3310 så har galaxy s21 drygt 4 ggr Wh (3.5 mot 18.5) och nästan 4 ggr Wh/Kg (73 mot 273) så nog har det hänt en del.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Mullvaden83:

bla bla bla.
Hur mycket har man inte hört om ny batteriteknik under de senaste 20 åren. Inte ett skit har hänt. Mobilen håller fortfarande knappt en dag. O Laptopen håller 5timmar under lite lätt load. Precis som förr.

Den dagen dessa nya rön batterier lanseras skarpt o inte i ett lab så kommer jag tro på det.

Samma sak med Graphene. Mycket ros om det men inte sett ett skit med det.

Tycker dock att utvecklingen borde börja gå snabbare nu om allt i stort sätt ska elektrifieras på sikt.

Permalänk
Medlem

Det finns redan massor av batterilivstid att vinna genom att använda batteriet rätt:
1. Aldrig snabbladda. Lägre laddningsström är snällare mot batteriet, det ska ta ett antal timmar att ladda.
2. Aldrig ladda fullt. Ett litiumbatteri klarar betydligt fler cykler om cellerna bara laddas till 90% i stället för 100%.
3. Aldrig djupurladda. Ladda batteriet när 20% av kapaciteten återstår.
4. Använd batteriets kapacitet, dvs ladda inte heller när det är >30% kvar.

Siffrorna ovan utgår från cellens faktiska kapacitet, inte nominella värden eller vad vidhängande mätare visar.
Källa: Battery University

Permalänk
Medlem

Alltid störande läsa om senaste nytt inom batteriteknik för nyheterna tycks aldrig bli verklighet, läste on solid state batterier länge sen redan, nu skulle man önska det blev verklighet bara. Dedikera både pengar och människoresurser till detta, MAKE IT HAPPEN pls. Känns ju som forskning och utveckling inom batteriteknik borde prioriteras väldigt mycket högre än det görs idag med tanke hur stor marknad det är för detta liksom, är det bara jag som tycker det är märkligt hur långsamt det framskrider från labbmiljö testande till verklig produktion på något som är så viktigt som detta?

Permalänk
Medlem

Nya framsteg och potentiell metod rimmar illa.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Olle P:

Det finns redan massor av batterilivstid att vinna genom att använda batteriet rätt:
1. Aldrig snabbladda. Lägre laddningsström är snällare mot batteriet, det ska ta ett antal timmar att ladda.
2. Aldrig ladda fullt. Ett litiumbatteri klarar betydligt fler cykler om cellerna bara laddas till 90% i stället för 100%.
3. Aldrig djupurladda. Ladda batteriet när 20% av kapaciteten återstår.
4. Använd batteriets kapacitet, dvs ladda inte heller när det är >30% kvar.

Siffrorna ovan utgår från cellens faktiska kapacitet, inte nominella värden eller vad vidhängande mätare visar.
Källa: Battery University

Frågan är väl hur mycket batterilivstid man vinner samt hur definierar du batteritidlivstid?

Permalänk
Medlem
Skrivet av pine-orange:

Frågan är väl hur mycket batterilivstid man vinner samt hur definierar du batteritidlivstid?

Battery University, som informationen kommer ifrån, hävdar att förfarandet i punkterna 1-3 ökar antalet cykler (innan batteriet tappat 80% kapacitet) med en faktor fem eller så. (Kan bli betydligt mer, beroende på hur man gör annars. Total urladdning respektive överladdning är ett effektivt sätt att snabbt döda ett batteri. Snabbladdning är inte en dödsdom om batteriet är konstruerat för att tåla det, men alla batterier mår bättre av långsammare laddning.)
Sett till hur mycket energi batteriet levererar totalt under livstiden blir det också mer om man tar ut 60-70% av kapaciteten varje cykel (i enlighet med 2-4) i stället för >90% eller <40%.

Siffrorna förutsätter också att batteriet nyttjas mest hela tiden och inte ligger oanvänt flera månader i stöten, vilket sett ur mitt eget perspektiv är det i särklass största problemet. Mina batterier dör oftast av ålder långt innan jag hunnit med 100 cykler.