211service.com
Gammal batterityp får en energikick
Nästan alla biltillverkare som är intresserade av att tillverka elbilar satsar på förbättringar av litiumjonbatterier för att göra bilarna billigare och utöka deras räckvidd.
Men forskare vid BASF undersöker möjligheterna med en äldre typ av batteri, nickel-metallhydrid, som nu används i hybrider. De fördubblade nyligen mängden energi som dessa batterier kan lagra, vilket gör dem jämförbara med litiumjonbatterier. Och de har en plan för att förbättra dem mycket mer, vilket potentiellt ökar energilagringen med ytterligare åtta gånger.
BASF-forskarna siktar på batterier som kostar $146 per kilowattimme, ungefär hälften så mycket som de billigaste litiumjon-elbilsbatterierna.
Litiumjonbatterier har föredragits i många applikationer eftersom de är lättare och mer kompakta - det är därför de har ersatt nickel-metallhydridbatterier i de flesta bärbara elektronikprodukter.
Men nickel-metallhydridbatterier har några betydande fördelar i bilar, vilket är anledningen till att de har använts i hybrider i årtionden. De är hållbara och i sig säkrare än litiumjonbatterier, delvis för att de inte använder brandfarliga vätskor, som litiumjonbatterier gör - de tar inte eld om de överhettas eller överladdas så deras kylsystem och elektroniska kontroller är mycket enklare. Säkerhetssystem kan lägga till cirka 25 procent till kostnaden för ett litiumjonbatteri och öka deras vikt med 50 procent, baserat på data från industrigruppen U.S. Advanced Battery Consortium.
Till dessa inneboende fördelar lade BASF-forskarna till förbättringar av de nickelbaserade materialen som används i batterierna. Att ändra mikrostrukturen bidrog till att göra dem mer hållbara, vilket i sin tur möjliggjorde förändringar av celldesignen som sparade avsevärd vikt, vilket möjliggjorde lagring av 140 wattimmar per kilogram.
Litiumjonbattericeller kan lagra mycket mer - 230 wattimmar per kilogram i vissa fall. Men när man räknar in säkerhetssystemens extra vikt och det faktum att mycket av energin hålls i reserv för att minska slitage och möjliggöra att energilagringskapaciteten bleknar med tiden, kan den fördelen försvinna.
En nyligen genomförd analys visade att den totala användbara mängden energilagring i litiumjon-elbilsbatterier är mellan 60 och 120 wattimmar per kilogram. Forskare behöver fortfarande testa om BASF:s celler kan hålla lika länge som konventionella nickel-metallhydridbatterier.
Nästa steg för BASF är att införa mer radikala förändringar av nickel-metallhydridbatterier, byta ut de material som används nu mot sådana som kan lagra mer energi och motstå högre spänningar.