Litiumjonbatteri håller det svalt

En ny sorts litiumjonbatteri rymmer mycket mer energi än tidigare versioner, samtidigt som det fungerar bra vid höga temperaturer. Det kan visa sig användbart för hybrid- och elbilar, där högdensitetsbatterier vanligtvis medför säkerhetsrisker.

Lagringsmedier : Leyden Energy tillverkar litiumjonbatterier i två format, för att driva konsumentprylar.

Leyden Energi använder en grafitströmavtagare och imidsalt i batteriets elektrolyt. Dessa material gör att batteriet håller längre och tål högre temperaturer; Leyden har avböjt att diskutera hur man uppnådde högre energidensiteter.

Företaget säger att batteriet har en energitäthet på 225 wattimmar per kilogram. Detta faller på det avancerade utbudet av batterier för bärbara datorer och ungefär 50 procent högre än litiumjonbatterier som används i elfordon. Den fyra år gamla startupen förväntar sig att se sina celler användas av en tillverkare av surfplattor senare i år, säger Leydens vd Aakar Patel.

Litiumjonbatterier används ofta i hemelektronik, men designförändringar behövs för att se till att de fungerar säkert i el- eller hybridbilar. Biltillverkare tvingas vanligtvis använda batterier med lägre densitet och att använda elektronik och kylsystem för att säkerställa att battericellerna inte blir för varma. Tesla Motors, till exempel, använder batterier som liknar de som finns i bärbara datorer för att driva dess Sportbil sportbil. Företaget använder vätskekylning och termisk elektronik och mjukvara för att förhindra överhettning och andra problem.

Ett katodmaterial som litium-järnfosfat används ibland för elbilsbatterier eftersom det tål höga temperaturer. Avvägningen är att den har en relativt låg energitäthet - runt 140 wattimmar per kilogram.

Leyden fokuserar på elektrolyt- och strömavtagaren, eftersom de två påverkar prestanda hos katoden och anoden och hjälper till att bestämma livslängden och stabiliteten hos ett batteri, säger Patel. Resultatet är batterier som fungerar lika bra i temperaturer upp till 60 °C, tillägger han.

Leydens batteri ersätter litiumhexafluorfosfat, en av komponenterna i ett litiumjonbatteri, med imidsalt. Till skillnad från litiumhexafluorfosfat reagerar det inte med vatten inuti battericellen, en reaktion som avsevärt försämrar ett batteris livslängd. Litiumhexafluorfosfat börjar också sönderdelas vid rumstemperatur och förlorar sin effektivitet mer signifikant när temperaturen når 55 °C. Imidsalt börjar inte sönderdelas vid högre temperaturer.

Men imidsalt kan orsaka problem genom att korrodera aluminiumströmavtagaren som vanligtvis finns i en battericell. Grafit är ett bra substitut eftersom det är immunt mot detta angrepp. Nyckelframgången för Leyden är inte elektrolyten. Deras magi är att de inte använder aluminium som den nuvarande samlaren, säger Venkat Srinivasan, en forskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory som har sett företagets teknologi. Denna förändring gjorde det möjligt för dem att byta elektrolyt.

Patel säger att batterierna skulle kunna använda luftkylning snarare än flytande kylning, vilket skulle göra dem billigare och lättare. Företaget utvecklar också batterihanteringselektronik och mjukvara för att förhindra över- eller underladdning, problem som kan äventyra batteritiden, säger han. Leyden fick nyligen ett anslag på 2,96 miljoner dollar från Kalifornien på ett projekt för att producera 10 bilbatteripaket per månad.

Leydens cellteknologi ger en mycket verklig fördel för ett fordonsbatteripaket när det gäller värmehantering, livscykelprestanda och energitäthet, säger Brian Wismann, chef för produktutveckling på Brammo, ett företag som utvecklar elektriska motorcyklar och är intresserade av med hjälp av Leydens teknologi.

Leydens nya teknik kommer först att dyka upp i laptops batteri. Företaget säger att dessa batterier kommer att uppnå över 1 000 laddnings- och urladdningscykler, jämfört med 300 cykler från ett typiskt batteri för bärbar dator, och kommer att ha en treårsgaranti istället för den vanliga ettårsgarantin.

Dölj