Toyota håper på fluorbaserte batterier – med en rekkevidde på 100 mil

[Halvor Sølvberg- the MOV]

oophus3do skrev (4 minutter siden):

Eventuelt så blander du teknologier. Hvorfor skulle Toyota ikke undersøke flere typer batterier? Første prototype med SSB fra Toyota skulle bli vist frem i vinter OL. Godt mulig utviklingen som det prates om idag er steget videre fra slike batterier som har vært i arbeid i mange år allerede. 

Mate Rimac regner med at de første SSB ikke vil vise et særlig stort hopp opp fra dagens kjemier, men heller det at man må havne der at de er kostnadseffektive og minst like gode. Etter dette punktet så ligger potensialet høyere for forbedringer over tid. Altså regn med ca 300Wh/kg i første omgang maks for hva som faktisk havner i biler som kan produseres. 

Når dei klarer 300Wh/kg (ferdig pakket med stikkkontakt) er det jo opp og avgjort for personbilindustrien skulle man tro.

 

Det er jo en dobling i forhold til dagens.

[oophus]

Halvor Sølvberg- the MOV skrev (1 minutt siden):

Når dei klarer 300Wh/kg (ferdig pakket med stikkkontakt) er det jo opp og avgjort for personbilindustrien skulle man tro.

 

Det er jo en dobling i forhold til dagens.

Tenkte på ved cellenivå. Dagens beste er sålangt jeg har sett 270Wh/kg. Altså man skal juble greit om de klarer 300Wh/kg i første omgang inn i en masseprodusert bil på cellenivå, samt rundt 200Wh/kg i pakken. 

Endret 25. august 2020 av oophus3do

[6RCURCGB]

8 minutes ago, The Very End said:

Virker som målet flytter seg hele tiden. Show, don't tell. 

Jeg fant ingen pressemeldinger fra Toyota der. Etter det jeg har lest tåler de beste faststoffbatteriene 7 ladesykluser. Jeg forstår ikke at det er noe vits i å vise frem en bil med "faststoffbatteri" før det faktisk finnes er slikt batteri som nærmer seg masseproduksjon.

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (13 minutter siden):

Usannsynlig at man vil se batteriene fra artikkelen i en elbil produsert i volum. Det er for mye dyre metaller; kobolt, kobber og lantan.

Om potensialet er at man får 7x mer energi derifra, så finner man nok mulige bruksområder på dem. Nok av firma som hadde betalt et premium for slike batterier. 

 

Espen Hugaas Andersen skrev (14 minutter siden):

Tror ikke det vil skje slik. 300 Wh/kg er for dårlig forbedring i forhold til dagens li-ion. Det er mer sannsynlig at man ser betydelig bedre batterier, men at de er dyre. Kanskje 500 Wh/kg, men $1000/kWh, eksempelvis. Da kan det gi mening å benytte slike batterier i f.eks supersportsbiler, fly, lastebiler, osv

Mate begrunner det med at det er vanskelig å slå kombinasjonen man skal slå. Gravimetrisk energitetthet, volumetrisk energitetthet,  høyere sykluser, "vampire drain", kostnader, sikkerhet og alt dette skal være tilsvarende eller bedre. 

Det er null stress å lage batterier med 500Wh/kg, men da ofrer man noe av de andre tingene. Dermed sier han at man ikke skal forvente et stort hopp på første generasjon SSB's. Men heller forvente tilsvarende dagens batterier, men heller glede seg over at batteriene slår eller er tilsvarende dagens batterier på alle de kriteriene. Også vil batteriene ha større potensiale for forbedring i ettertid. 

[Espen Hugaas Andersen]

7 minutes ago, oophus3do said:

Mate begrunner det med at det er vanskelig å slå kombinasjonen man skal slå. Gravimetrisk energitetthet, volumetrisk energitetthet,  høyere sykluser, "vampire drain", kostnader, sikkerhet og alt dette skal være tilsvarende eller bedre. 

Det er null stress å lage batterier med 500Wh/kg, men da ofrer man noe av de andre tingene. Dermed sier han at man ikke skal forvente et stort hopp på første generasjon SSB's. Men heller forvente tilsvarende dagens batterier, men heller glede seg over at batteriene slår eller er tilsvarende dagens batterier på alle de kriteriene. Også vil batteriene ha større potensiale for forbedring i ettertid. 

Jeg tenker som sagt det er usannsynlig. Om de ikke har særlig bedre energitetthet så kan de ikke være særlig billigere, ettersom materialkostnadene vil være lignende. I tillegg vil produksjonsmetodene og slikt være mye mer umodne, noe som øker prisen betraktelig. Med batterier som er marginalt bedre og betydelig dyrere, så er det ingen som vil velge de.

(I tillegg må man justere for fremtidige forbedringer på li-ion. Om faststoffbatteriene skulle kunne kommersialiseres f.eks i 2025, så er det fullt mulig li-ion allerede er oppe på 400 Wh/kg. Så ved 300 Wh/kg ville de være både dårligere og dyrere.)

Endret 25. august 2020 av Espen Hugaas Andersen

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (1 minutt siden):

Jeg tenker som sagt det er usannsynlig. Om de ikke har særlig bedre energitetthet så kan de ikke være særlig billigere, ettersom materialkostnadene vil være lignende. I tillegg vil produksjonsmetodene og slikt være mye mer umodne, noe som øker prisen betraktelig. Med batterier som er marginalt bedre og betydelig dyrere, så er det ingen som vil velge de.

Ja, du får være uenig om du vil det. Jeg tenker det er mer plausibelt at Mate har rett, i og med at vi kan se på historien for batteriutvikling. Nye kjemier er jo tatt i bruk flere ganger, uten at man ser ekstremt store hopp i ytelsene når man kun måler Wh/kg. 

På 10 år, så har batteriene sakte klatret opp fra 240Wh/kg til 270Wh/kg. Hovedproblemet er som sagt ikke å øke Wh/kg. Det klarer man veldig enkelt. Hovedproblemet er å matche dagens batterier på alle andre segmenter i tillegg - samtidig. 

Det er jo litt derfor vi er blitt matet med "fantastiske" nyheter år etter år. Batterier som viser tendenser til å klare 400 og 500Wh/kg har jo eksistert i mange år allerede. Problemet er resten, og det er resten som gjør at de ikke har havnet i masseproduksjon. 

Når SSB's kommer, så må man heller juble for at alt er løst med en fast elektrolytt for masseproduksjon. Etter dette tidspunktet, så vil betydelig mer resurser gå inn i forbedringer. Men først, så må man klare å rettferdiggjøre batteriene med at de kan konkurrere med batteriene de skal erstatte - det er først da man ser ressurser og penger inn for å løse masseproduksjonen av dem. 

[Espen Hugaas Andersen]

10 minutes ago, oophus3do said:

Ja, du får være uenig om du vil det. Jeg tenker det er mer plausibelt at Mate har rett, i og med at vi kan se på historien for batteriutvikling. Nye kjemier er jo tatt i bruk flere ganger, uten at man ser ekstremt store hopp i ytelsene når man kun måler Wh/kg. 

På 10 år, så har batteriene sakte klatret opp fra 240Wh/kg til 270Wh/kg. Hovedproblemet er som sagt ikke å øke Wh/kg. Det klarer man veldig enkelt. Hovedproblemet er å matche dagens batterier på alle andre segmenter i tillegg - samtidig. 

Det er jo litt derfor vi er blitt matet med "fantastiske" nyheter år etter år. Batterier som viser tendenser til å klare 400 og 500Wh/kg har jo eksistert i mange år allerede. Problemet er resten, og det er resten som gjør at de ikke har havnet i masseproduksjon. 

Når SSB's kommer, så må man heller juble for at alt er løst med en fast elektrolytt for masseproduksjon. Etter dette tidspunktet, så vil betydelig mer resurser gå inn i forbedringer. Men først, så må man klare å rettferdiggjøre batteriene med at de kan konkurrere med batteriene de skal erstatte - det er først da man ser ressurser og penger inn for å løse masseproduksjonen av dem. 

Jeg er uenig i at faststoffbatteriene må bli like gode på alle områder. De trenger bedre energitetthet (500+ Wh/kg) og akseptabel levetid (500+ sykluser), utover det så er det pris som er viktig.

Endret 25. august 2020 av Espen Hugaas Andersen

[Halvor Sølvberg- the MOV]

Espen Hugaas Andersen skrev (1 minutt siden):

Jeg er uenig i at faststoffbatteriene må bli like gode på alle områder. De trenger bedre energitetthet (500+ Wh/kg) og akseptabel levetid (500+ sykluser), utover det så er det pris som er viktig.

Ahaa, pris er viktig (medgåtte resurser)....

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (Akkurat nå):

Jeg er uenig i at faststoffbatteriene må bli like gode på alle områder. De trenger bedre energitetthet (500+ Wh/kg) og akseptabel levetid (500+ sykuser), utover det så er det pris som er viktig.

Om du ofrer andre områder for å få høy energitetthet, så krymper du "use cases" for batteriene. Det hjelper lite med 500Wh/kg om "vampire drain" er betydelig høyere f.eks. 
Om formålet er å fikse problemer i elbilflåten, så må man tilby et batteri som er like bra på alle områder, men som over tid har høyere potensiale for forbedringer (det inkluderer mindre/null kobolt osv).

Først da kan man starte å effektivisere ting på med å innføre standarder, og man kan virkelig begynne å skalere opp. Om f.eks alle de Tyske produsentene ble enige om å dele celleform, og moduler for batteriene, så kan man stå klare med problemet angående resirkulasjon når det problemet kommer 10-15 år senere. Dog dette vil aldri foregå på dagens batterier, ettersom man vet at vi er i en "mellom-periode" av type celler og kjemien i dem. Dagens resirkulasjon til dagens celler vil være lite effektivt og koste mye CO2 pga ingen av modulene, eller cellene er like. Altså vil lite fokus ligge i å automatisere sortering av materiale før knusing/smelting. 

Har man dog en standard for modulene, og man selger millionervis av disse årlig, så vil resirkulasjonen i fremtiden i stor grad handle om å være mer effektiv i å sortere materiale før man knuser batteriene på cellenivå. 

[sverreb]

59 minutes ago, Espen Hugaas Andersen said:

Usannsynlig at man vil se batteriene fra artikkelen i en elbil produsert i volum. Det er for mye dyre metaller; kobolt, kobber og lantan.

Kopper er for dyrt, men nikkel er altså uproblematisk... Nikkel koster mer enn dobbelt så mye som kopper og årlig produksjon av kopper er ca en magnitude større enn nikkel så prissensitiviteten er ikke i nærheten av den samme. Kobolt er og forblir problematisk akkurat som det er i dagens batterier. Lantanium er potensiellt problematisk siden produksjonen er lav. Lantanium er imidlertid ikke videre sjeldent. Omtrent på nivå med bly, så situasjonen for lantanium blir gjerne noe tilsvarende som for litium.

Hvor problematisk kommer som før an på mengdene som trengs i forhold til tilgjengelig produksjon. Siden nikkel fort kan bli mangelvare (=sterkt økende priser) kan man trenge alternative kjemier. 

Er en slik batterisammensetyning problemfri? Nei sannsynligvis ikke, men hadde du brukt samme logikk på din egen favorittprodusent ville du vært like skeptisk til muligheten til å skalere opp nikkelbaserte batterier, så kanskje det er på tide at å bli konsekvent i din skepsis. 

Endret 25. august 2020 av sverreb

[Espen Hugaas Andersen]

Just now, oophus3do said:

Om du ofrer andre områder for å få høy energitetthet, så krymper du "use cases" for batteriene. Det hjelper lite med 500Wh/kg om "vampire drain" er betydelig høyere f.eks.

Vampire drain er tilnærmet null for li-ion, og det ville være rart om det skulle være særlig høyere for faststoffbatterier. Men om faststoffbatteriene hadde betydelig høyere vampire drain, la oss si 1% per dag, så ville det være akseptabelt. Det ville fortsatt ikke være høyt nok til å spille særlig rolle. Det betyr bare man ville måtte være veldig forsiktig med designet på bilen, slik at den ellers ikke kaster bort energi når den står parkert.

Det verste hadde kanskje vært om batteriet ble ødelagt ved full utlading, og et slikt høyt vampire drain. Da ville man måtte ha en betydelig buffer i bunn, kanskje 20%, og en del sikkerhetsmekanismer rundt det å aldri parkere bilen over tid uten å ha den plugget inn.

Just now, oophus3do said:

Om formålet er å fikse problemer i elbilflåten, så må man tilby et batteri som er like bra på alle områder, men som over tid har høyere potensiale for forbedringer (det inkluderer mindre/null kobolt osv).

Igjen, uenig i at det må være bedre på alle områder. Det er litt som LFP vs NMC/NCA. LFP er ikke like god på veldig mange områder, og vil aldri være det. Men LFP har noen egenskaper som gjør den interessant, til tross for sine svakheter. Spesielt god levetid, ingen kobolt eller nikkel, og lav pris. Svakhetene er ikke store nok til å gjøre den uaktuell.

[sverreb]

25 minutes ago, oophus3do said:

Det er jo litt derfor vi er blitt matet med "fantastiske" nyheter år etter år. Batterier som viser tendenser til å klare 400 og 500Wh/kg har jo eksistert i mange år allerede. Problemet er resten, og det er resten som gjør at de ikke har havnet i masseproduksjon. 

Det er fordi det gjerne tar et tiår fra konsept til kommersialiserbar cellekjemi. Så det vi ser er tidlig forskning på konsepter som ikke kommer som produkter (om de viser seg å være levedyktige) før lenge etterpå, hvorpå vi i mellomtiden har fått de nyvinningene som ble forsket på enda tidligere slik at ytelseshoppet når de endelig kommer er ikke lengre så stort. 

Erfaringsmessig ser vi ca 6-8% forbedring i celleparametre i året i snitt, dette inkluderer da kjemibytter. Dette tilsvarer ca en dobling i ytelse pr. tiår. 

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (1 minutt siden):

Vampire drain er tilnærmet null for li-ion, og det ville være rart om det skulle være særlig høyere for faststoffbatterier. Men om faststoffbatteriene hadde betydelig høyere vampire drain, la oss si 1% per dag, så ville det være akseptabelt.

Forstå at jeg tok et tilfeldig utvalg av hva batterier må være gode på, og beskrev at man krymper bruksområdene for batteriene så kjapt noen av dem er betydelig dårligere enn dagens batterier. 

Espen Hugaas Andersen skrev (1 minutt siden):

Igjen, uenig i at det må være bedre på alle områder.

Jeg har skrevet "tilsvarende eller bedre". Kriteriet er altså at fremtidens batterier må være minst tilsvarende dagens egenskaper innenfor de forskjellige kategoriene for at de finner et bruksområde i elbiler. Tilsvarende betyr ikke nødvendigvis at prisen er billigere enn dagens batterier, den kan bare ikke være ekstrem. Da finner de ikke veien inn til et massemarked isåfall. Det samme gjelder "vampire drain", volumetrisk energitetthet, sikkerhet, sykluser osv osv. 

Første iterasjon av SSB for et massemarked vil ikke nødvendigvis være et kvantesprang i alle egenskapene, men forvent heller at de er tilsvarende, dog med høyere potensiale i forbedringer over tid. Slutt å snerp synet inn på kun én av egenskapene, og døm batterier kun etter dette. Har man bedre volumetrisk energitetthet f.eks, så får man jo uansett plass til mer kWh per volum og pakke. Kan være fint det for mange biler, og da spesielt bybilene. 

[oophus]

sverreb skrev (8 minutter siden):

Erfaringsmessig ser vi ca 6-8% forbedring i celleparametre i året i snitt, dette inkluderer da kjemibytter. Dette tilsvarer ca en dobling i ytelse pr. tiår. 

Ja, er litt derfor jeg sier at man ikke burde forvente et ekstremt hopp på første generasjon av SSB'er som man ser ut til biler man kan kjøpe. Deres mål er vanskelige nok som dem er, og i første omgang så vil det være å havne litt tilsvarende der dagens batterier er om man sammenligner alle kriteriene batterier må være gode på. Litt bedre her og der, og litt dårligere andre steder - typisk pris. 

[Simen1]

Jeg tror årsaken til at Elon mener Kobolt ikke vil være noe nevneverdig ressursproblem i framtida er at han ser for seg koboltfrie batterier.

Nikkel er nr 2. på lista over begrensede ressurser i forhold til batteriproduksjon. Men problemet er langt mindre enn for Kobolt både fordi arbeidsforholdene ikke er i nærheten av like kritikkverdige som for Kobolt (selv om det ikke betyr fravær av kritikkverdige forhold). Årsaken til at nikkel er en begrenset ressurs er i hovedsak at nikkel brukes til mye annet enn batterier. Særlig til rustfritt/syrefast stål. Kun 5% av verdensproduksjonen går til batterier, 70% går til rustfritt stål. Nikkel finnes over alt i verden så det er ikke like politisk sensitivt som Kobolt og skjeldne jordmetaller (Neodym, m.fl.) Produksjonskapasiteten til nikkel er prissensitiv. Økende etterspørsel og pris har ført til en dobling av verdensproduksjonen fra 1990 til 2010.

 

Endret 25. august 2020 av Simen1

[Espen Hugaas Andersen]

1 minute ago, oophus3do said:

Forstå at jeg tok et tilfeldig utvalg av hva batterier må være gode på, og beskrev at man krymper bruksområdene for batteriene så kjapt noen av dem er betydelig dårligere enn dagens batterier. 

Det gjør ingenting å krympe bruksområdet ganske kraftig. Det handler mest om å få cellene inn i de første produktene i skala. Da får man startet opp kommersialiseringen skikkelig, og utviklingen vil gå raskere.

1 minute ago, oophus3do said:

Jeg har skrevet "tilsvarende eller bedre". Kriteriet er altså at fremtidens batterier må være minst tilsvarende dagens egenskaper innenfor de forskjellige kategoriene for at de finner et bruksområde i elbiler. Tilsvarende betyr ikke nødvendigvis at prisen er billigere enn dagens batterier, den kan bare ikke være ekstrem. Da finner de ikke veien inn til et massemarked isåfall. Det samme gjelder "vampire drain", volumetrisk energitetthet, sikkerhet, sykluser osv osv. 

Jeg mente å skrive at faststoffbatteriene må ikke være "tilsvarende eller bedre" på alle områder. De må være bedre på minst ett område, og så må de være gode nok på alle andre områder. Gode nok for å få en nevneverdig markedsandel kan være mye dårligere enn li-ion på de fleste områder.

1 minute ago, oophus3do said:

Første iterasjon av SSB for et massemarked vil ikke nødvendigvis være et kvantesprang i alle egenskapene, men forvent heller at de er tilsvarende, dog med høyere potensiale i forbedringer over tid. Slutt å snerp synet inn på kun én av egenskapene, og døm batterier kun etter dette. Har man bedre volumetrisk energitetthet f.eks, så får man jo uansett plass til mer kWh per volum og pakke. Kan være fint det for mange biler, og da spesielt bybilene. 

Volum er ikke en nevneverdig problemstilling. Selv om man doblet nødvendig volum eller mer så ville man bare bygge en bil med litt mer volum. Kan hende man da får like dårlig bagasjerom som f.eks hydrogenbilene, men det er ikke en direkte dealbreaker.

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (15 minutter siden):

Det gjør ingenting å krympe bruksområdet ganske kraftig. Det handler mest om å få cellene inn i de første produktene i skala. Da får man startet opp kommersialiseringen skikkelig, og utviklingen vil gå raskere.

Typisk kunde er Mate Rimac for det du snakker om. Som er grunnen til at han har et godt innsyn i dette. Som sagt så vil ikke hans kunder bry seg om bilen koster 15 millioner eller 20 millioner uansett. 

Espen Hugaas Andersen skrev (15 minutter siden):

Jeg mente å skrive at faststoffbatteriene må ikke være "tilsvarende eller bedre" på alle områder. De må være bedre på minst ett område, og så må de være gode nok på alle andre områder. 

Ja, da forstår jeg ikke helt hva vi diskuterer? Da er vi egentlig enige. For å kunne konkurere med dagens batterier, så må de minst være bedre på ett eller flere segmenter av hva som er viktig for et batteri. Totalt sett så trenger dem ikke være spesielt mye bedre. Ergo ikke forvent 500Wh/kg på første iterasjon for et massemarked. Det kan like så godt være noe annet som er bedre. 

Espen Hugaas Andersen skrev (15 minutter siden):

Volum er ikke en nevneverdig problemstilling. Selv om man doblet nødvendig volum eller mer så ville man bare bygge en bil med litt mer volum. Kan hende man da får like dårlig bagasjerom som f.eks hydrogenbilene, men det er ikke en direkte dealbreaker.

1. Igjen, jeg kunne tatt et hvilket som helst kriterie og laget et tilsvarende eksempel. Les den paragrafen jeg skrev på nytt. Jeg ba deg jo om å ikke fokusere på et spesifikt område. 

2. Jeg nevnte spesifikt bybiler ettersom volum ikke er spesielt tilgjengelig der for akkurat dette eksempelet med volumetrisk energitetthet. Da hjelper det lite å bare si at man kan øke volumet. Det volumet de bruker idag for batterier burde antaes at er maks volum man ønsker å bruke, eller kan bruke - før man presser bilen opp i neste segment. 

Endret 25. august 2020 av oophus3do

[Espen Hugaas Andersen]

Just now, oophus3do said:

Ja, da forstår jeg ikke helt hva vi diskuterer? Da er vi egentlig enige. 

Ok, skjønte ikke at du med "tilsvarende" mente at de kunne være mye dårligere.

Just now, oophus3do said:

1. Igjen, jeg kunne tatt et hvilket som helst kriterie og laget et tilsvarende eksempel. Les den paragrafen jeg skrev på nytt. Jeg ba deg jo om å ikke fokusere på et spesifikt område. 

Du kunne tatt hvilket som helst kriterie, og jeg kunne laget et likedan svar. Det som er viktig er energitetthet, levetid og pris. Det skal mye til for å være så dårlig på noen av de andre egenskapene at man ikke oppnår en tilstrekkelig markedsandel til å få satt i gang kommersialiseringen skikkelig.

Just now, oophus3do said:

2. Jeg nevnte spesifikt bybiler ettersom volum ikke er spesielt tilgjengelig der for akkurat dette eksempelet med volumetrisk energitetthet. Da hjelper det lite å bare si at man kan øke volumet. Det volumet de bruker idag for batterier burde antaes at er maks volum man ønsker å bruke, eller kan bruke. 

Det er noen ulemper med å øke volum, men må man så må man.

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (6 minutter siden):

Ok, skjønte ikke at du med "tilsvarende" mente at de kunne være mye dårligere.

Tilsvarende betyr jo tilsvarende?? Mye dårligere har jeg da aldri sagt? Jeg har jo startet med at man realistisk sett kan forvente opp mot 300Wh/kg, og at man heller burde bli positivt overrasket om man havner over dette for første iterasjon SSB's. Det er da ikke dårligere? 

Ordet tilsvarende må da jeg vel ikke måtte definere? 

Espen Hugaas Andersen skrev (8 minutter siden):

Du kunne tatt hvilket som helst kriterie, og jeg kunne laget et likedan svar.

Som betyr at du ikke leste det du svarte til. Ergo les det på nytt! 

 

Espen Hugaas Andersen skrev (9 minutter siden):

Det er noen ulemper med å øke volum, men må man så må man.

????

[Kahuna]

sverreb skrev (5 minutter siden):

Store deler av bilmarkedet er sensitvt på bilens størrelse. Nordamerika er den som skiller seg ut her. I resten av verden er ganske små biler gjerne normen. Må man lage store biler vil markedsgrunnlaget raskt forvitre. Å manøvrere rundt i trange europeiske og asiatiske byer med et stort flak av en bil er ikke veldig festlig, å finne parkeringsplass for de er enda mindre så. 

Det stemmer, problemet er at små biler gjerne er billige mens batterier er dyre og begrenset i produksjon. En skikkelig batteripakke vil dermed utgjøre en mye større del av prisen på en småbil enn på en større og dyrere bil. Den lave produksjonen av batterier gjør dessuten at elbiler ikke kan masseproduseres i like stor grad som typiske småbiler. Dette gapet kan krysses enten ved å subsidiere elektriske småbiler til batterier blir billige nok og produseres store nok kvanta, eller man kan putte batteriene i de dyrere bilene hvor batterpris og lavere produksjonstall ikke er en like stor ulempe.