Mangaanrijke kathodes moeten lithium-ion-accu's krachtiger maken

Een nieuw bedrijf claimt in drie jaar tijd met een goedkope methode de capaciteit van lithium-ion-accu's voor elektrische auto's te kunnen verdubbelen van 200 naar 400 wattuur per kilogram. General Motors steekt hiervoor 7 miljoen dollar in het bedrijf.

Het Californische Envia wil dit bewerkstelligen met een nieuw kathode-ontwerp voor lithium-ion-accu's. De accu's bevatten minder dure metalen dan huidige lithium-ion-modellen. Ze zouden met minder cellen toch dezelfde energiehoeveelheid kunnen leveren dankzij het gebruik van mangaan. Mangaan zou een goede en goedkope vervanger voor het dure kobalt zijn.

De huidige hybride auto's bevatten doorgaans een accu die 200 wattuur per kilogram kan leveren. Deze standaard wil Envia in een tijdspanne van drie jaar verhogen naar 400 wattuur per kilogram, aldus medeoprichter Michael Sinkula. Naar eigen zeggen zit het bedrijf al boven 300 wattuur per kilogram met hun labresultaten. Elton Cairns, professor chemische technologie aan de Universiteit van Californië, zegt dat deze resultaten eerst door een derde partij geverifieerd moeten worden. Het is daarnaast de vraag in hoeverre deze prestaties standhouden als de accu's onder andere omstandigheden, zoals extreem hoge of lage temperaturen, moeten opereren.

General Motors' financiële injectie van 7 miljoen dollar is niet geheel verrassend. Het bedrijf zal waarschijnlijk een grote afnemer van deze batterijen worden. GM heeft momenteel de Chevy Volt-hybride in zijn assortiment. Daarnaast kreeg Envia 3,75 miljoen dollar van de United States Battery Consortium. Dit is een samenwerking tussen Chrysler, Ford en GM. Voor een onderzoek naar meer efficiënte anoden kreeg Envia 4 miljoen dollar van de Amerikaanse overheid.

Reacties (59)

[zonneschijn]

200 kWh? 400 kWh? De meeste accu's komen volgens mij nu niet verder dan 20 kWh. Met 4 tot 5 km per kWh geeft dat een afstand van 80 tot 100 km.
Met 400 kWh kom je dan 1600 tot 2000 km ver...

[nietorigineel]

sowieso is kWh niet echt een nuttige eenheid om in aan te geven hoe 'goed' een batterij is. Je kan ook twee keer zoveel batterijen in een auto stoppen om deze claim waar te maken. Ze zullen wel bij hetzelfde gewicht bedoelen, maar dat zou dan eigenlijk erbij moeten staan (xx kWh/kg)

[johnkessels87]

Dit is juist wel een heel nuttige eenheid om het vermogen in uit te drukken. Hoezo volgens jou niet dan? Met deze eenheid is het heel makkelijk performance berekeningen zoals actie-radius te berekenen.

Nodige energie voor gebruik onder bepaalde omstandigheden x (tijd*afstand) / totaal aanwezig vermogen = actieradius en/of tijd tot dat vermogen op is gebruikt.

[Reactie gewijzigd door johnkessels87 op 22 juli 2024 22:04]

[pbruins84]

Dit is juist wel een heel nuttige eenheid om het vermogen in uit te drukken.

Ik zou vermogen gewoon uitdrukken in Watt, of in dit geval kiloWatt (kW)

[Kees Schilder]

Nee, want dan weet je niet hoelang een batterij meegaat. kWh is bij deze dus wel de correcte eenheid.
Het gaat dus om een bepaald vermogen of stroom voor een bepaalde tijd te kunnen leveren/voorspellen. Dit is goed mogelijk met kWh.

[Aham brahmasmi]

Je snapt niet waarom pbruins die knipoog erbij plaatst he? Vermogen wordt per definitie uitgedrukt in Watt. kWh is geen vermogen, maar arbeid of energie.

[Timo002]

Nee, want dan weet je niet hoelang een batterij meegaat. kWh is bij deze dus wel de correcte eenheid.

Dat ben ik niet met je eens! kWh zegt niets over hoe lang je batterij mee gaat, alleen wat het vermogen is dat hij in een uur kan leveren! En dat houdt ie misschien 2 of 3 uur vol!
kW is de juiste eenheid voor vermogen, echte energie druk je uit in Joule!

[nietorigineel]

Er staat dat ze van 200 naar 400 kWh gaan.

Dat kan op 2 manieren: de batterij 2 keer zo groot maken, of dezelfde batterij (qua afmetingen/gewicht) 2 keer zoveel energie laten opstaan.

Die laatste is waar het om draait, maar dan moet de eenheid wel iets zeggen over gewicht / volume.

http://en.wikipedia.org/w...city%29#Battery_chemistry

[/einde mierenneuk modus]

[Paul C]

Ja, ik zat mij ook al te verbazen, maar ik denk dat ze dus 200Wh / kg bedoelen. Dat is wel ongeveer in overeenstemming met de huidige stand van de techniek voor geavanceerde Li-ion accu's. Geloof echter niet dat de gemiddelde hybride zo'n accu heeft.

De Prius heeft een NiMH accu, dus geen Li-ion. 201.6V bij 6,5Ah = 1,31kWh en het gewicht is 45kg, dus 1,31/45 = 29Wh/kg
http://www.john2211.nl/Hybride_elektrisch.htm

[Reactie gewijzigd door Paul C op 22 juli 2024 22:04]

[Qwerty-273]

Dat lijkt me ook - in het bron artikel staat namelijk het volgende

Ultimately Envia's goal is to build a battery that has a capacity of 400 watt-hours per kilogram—double that of current vehicle batteries, according to the company's ARPA-E proposal. Currently, Sinkula says, Envia's best lab results are showing over 300 watt-hours per kilogram.

[PuzzleSolver]

Yep, was me ook net opgevallen, weer een slecht vertaald artikel wat allemaal fabeltjes in de wereld helpt

Er is dus 1000 kilogram aan batterij nodig om de claim van het tweakers artikel waar te maken, lijkt me nogal veel.

Een liter benzine levert plus minus 9kW uur aan energie en een benzine motor haalt rondt de 30% rendement een elektromotor al gouw rond de 80%. Dus een 400kWh accu hoeft niet in een hybride, dan heb je genoeg energie om alles elektrisch te doen.

[Timo002]

Complete onzin inderdaad! 400kW, volgens mij heeft tweakers geen enkel idee hoeveel dat wel niet is! Als zo'n accu 400kWh kan doen, dan zou die 800kW in 30 min kunnen doen. Of 1600kW in 15 min. En dat zou allemaal in het formaat van een auto passen... De dynamische ups boeren zouden dan een flink probleem hebben!

Even logisch nadenken en dan begrijpt iedereen dat dit gewoon niet kan! In het artikel staat trouwens ook gewoon een factor 1000 minder. kilo is hier helemaal geen sprake van!

[Reactie gewijzigd door Timo002 op 22 juli 2024 22:04]

[Ruud v A]

Als mangaan goedkoper en beter is, waarom wordt dit dan nu pas gebruikt?

[Arcticwolfx]

Hebben ze dat al eerder ontdekt dan?

[xentron]

Ik ga er van uit dat ze dit niet al wisten en dat het een relatief nieuw concept is. Er word namelijk zoals je ziet best wel wat geld in gestopt nu door GM om het verder te ontwikkelen.

Als ze dit zouden kunnen toepassen in de batterij van een hybride/electrische auto zou dat natuurlijk fantastisch zijn voor de afstand dat je met die auto kan rijden. Nu ben ik toch wel benieuwd of deze techniek ook niet voor andere soorten accu's gebruikt kan worden.

[elleP]

Niet, mangaan word al jaren gebruikt voor lithium batterijen, zelfs op wikipedia staat het al

[twjdeboer]

Ik denk dat kobalt pas sinds kort duurder is, omdat het steeds zeldzamer wordt. Noodzaak bracht de reden om alternatieven te zoeken en tada! Mangaan!

[actionInvoke]

Als teleporters je zo veel sneller van punt a naar b brengen, waarom worden ze nog niet gebruikt?

[Yezpahr]

Omdat ze daar nog mee bezig zijn.
http://www.helium.com/items/705055-teleportation-real-vs-not-real

[Matanza]

Waarom worden nog steeds geen Lipo's (Lithium polymeer) gebruikt ? Gebruik ze zelf al enkele jaren in alles wat ik kan aanpassen ervoor. Nog nooit problemen gehad.

Mvg,

[benji83]

Omdat LiPo nog niet stabiel genoeg te krijgen is voor grotere accu's.
Duurt nog wel even voordat dat in auto's geschroefd kan worden.

[Emula]

nadeel aan Lipo cellen is dat ze behoorlijk aan de prijzige kant zijn

bovendien zijn deze cellen vrij explosief als er iets mis gaat
bv harde schokken

edit: typo

[Reactie gewijzigd door Emula op 22 juli 2024 22:04]

[Quipeace]

Omdat LiPo accu's ook bij goed gebruik relatief onvoorspelbaar zijn, en daarnaast door fysieke beschadeging (bijvoorbeeld in een crash) in vlammen op kunnen gaan (first hand experience right there). Don't get me wrong, de kans is uiteraard klein, maar een bedrijf zal het risico vast niet willen nemen

LiPo accu's zullen in de toekomst vast verder worden ontwikkeld, maar ondertussen zijn Li-ion accu's een prima, veilig alternatief, of de A123 accu's for that matter.

[Thedr]

Er zijn ondertussen een aantal auto's op de markt met Lithium varianten (-Po, ion) zoals de Nissan Leaf en Mitsubishi I-Miev.
Gelukkig wordt de techniek steeds beter
Persoonlijk zie ik nog steeds meer in vliegwiel gebaseerde oplossingen, omdat die een veel lagere kosten per % besparing hebben!

[The Chosen One]

Goed om te zien dat GM enorm op de hybride is ingesprongen. Maar ja ze moesten ook bijna wel.
Either way goed nieuws, minder dure metalen nodig en wie weet wat dit in de toekomst betekent voor volledig elektrische auto's.

[PBloem]

Opzich mooi dat het vermogen beetje bij beetje omhoog gaat maar hoe zit het met de levensduur? De levensduur is ook wel een belangrijk punt.
Daar lees je ook nog wel wisselende verhalen over met hybrides.
Honda heeft o.a. met de civic daar ook problemen mee/ mee gehad.
Er werd teveel vermorgen gebruikt door de IMA waardoor de accu's op veel kortere termijn aan capaciteit verloren. de oplossing was het inschakel punt omhoog zetten van de IMA. Daar word je als hybride rijder ook niet vrolijk van.
Waar je eerst 114PK had was het voor een veel groter gedeelte 90PK (of daar in de buurt)

[pbruins84]

Er staat in het artikel niks over vermogen dat omhoog gaat. Alleen de capaciteit, en gezien het bronartikel bedoelen ze waarschijnlijk de capaciteit per massa.

[Santoryu]

is dit niet ook handig voor laptop accu's dan?

[Timo002]

Is je laptop eerder stuk dan dat je accu leeg is!

[Verwijderd]

MacBook?

[Expander]

Excuses als ik hier te negatief overkom zonder echte bronnen, maar het doet me weer aan die xkcd cartoon denken. (http://xkcd.com/678/)

Ik bedoel: We lezen wekelijks een aantal van deze berichten, maar we zitten al jaren met ongeveer dezelfde Lithium-Ion accu's. Over drie jaar zullen er de meest efficiënte en fantastisch compacte mogelijkheden zijn voor energieopslag. Dat zeiden ze drie jaar geleden ook.

Meestal komen ze toch een obstakel tegen, dat bijvoorbeeld de levensduur wel erg laag uitvalt. Of ze ontploffen wel erg makkelijk. Ik heb geen bronnen want ik vind op Google alleen maar positieve beloften (uit 2005).

[Reactie gewijzigd door Expander op 22 juli 2024 22:04]

[SA65]

Wat ze moeten uitvinden is een manier om in een zelfde tijd als je benzine of diesel tankt, je ook de elektrische lading kunt laden om verder te rijden. Dat is momenteel het grootste stuikelblok van de elektrische auto.

Dat je met je accu's maar 200 tot 300 km ver kunt is niet erg, maar dat je daarna 10 uur moet laden wel, niet erg praktisch, alleen interessant voor stads auto's die niet echt lange afstanden af leggen.

[kimborntobewild]

Er zijn al electrische (prototype)auto's die een stuk verder gaan dan die 300 km. Het opladen is helemaal geen probleem - tenminste niet op de middellange termijn: ook hier zijn er al prototype-accu's / oplaadsystemen die binnen enkele minuten je accu kunnen opladen. Verder zijn er ook accu-wisselsystemen: je wisselt je accu gewoon om bij laadstations. Hier zijn ook al projecten voor gestart.

[divvid]

ff back to life: wat verwacht de gemiddelde burger/zakenman/tokkie -> 700km op een tank benzine en dus ook 700km op een electrische 'tankbeurt'

per 100km over de snelweg hebben we ongeveer 22kWh energie nodig (6 liter benzine per 100km doet mijn kleine autootje. Uitgaande van een rendement van 30% voor een benzine motor en 75% voor een electro motor komen we uit op ( (9KWh*6*0.30)/0.75) = 22.4 KWh dus de accu moet 156KWh kunnen leveren--> accu wordt 390Kg.

De vraag is dus eigenlijk, kun je met dit gewicht + gewicht van de electromotor gelijk komen aan het gewicht van een motorblok+tank benzine. Voor een zware diesel waarschijnlijk wel, voor een klein stadsautootje waarschijnlijk niet.

SA65 heeft echter het belangrijkste punt te pakken: laad tijd!

[Reactie gewijzigd door divvid op 22 juli 2024 22:04]

[DLeijen]

Elektromotoren zijn wel ff wat efficiënter, heb er voor profielwerkstuk naar gekeken. Een prius heeft elektrisch een rendement van +/- 97%. Een benzinemotor haalt vaak de 30% trouwens niet hoor.

[divvid]

dat weet ik, maar bedenk wel dat dat rendement onder ideale omstandigheden is. Optrekken voor een stoplicht is ook voor een elmo niet ideaal, om de verliezen in alle regel electronica nog maar even te vergeten.

Eerlijk gezegd denk ik dat de efficientie van een goede diesel over het geheel genomen wel eens veel hoger kan zijn dan het hele traject van een electrische auto waarbij gemakshalve vaak vergeten wordt dat de electriciteit ook ergens opgewekt moet worden.

iets als http://www.reuters.com/ar...ric-idUSTRE56K1SC20090721 lijkt me efficienter dan een dikke grote accu.

[DLeijen]

Klopt dat de efficiëntie vele malen lager is dan die 97% als je energieproductie meeneemt (kolencentralens zijn uiterst triest qua efficiëntie), maar vervolgens moet je bedenken dat die diesel ook geproduceerd moet worden (geen efficiënt proces), en vervolgens getransporteerd moet worden (elektriciteit ook, maar dat kost geen brandstof).

Ik zal nog even in de bronnenlijst van m'n PWS zoeken of ik het kan vinden, maar er is ergens een goede berekening die benzinemotoren met de benzineproductie en -transport rond de 6% plaatste.