Batteribrand i crashtest får GM til at vælge ny batteriteknologi

De lithium-ion-batterier, der bruges i General Motors prestigeprojekt Chevrolet Volt er af typen lithium-mangan-oxid, også kaldet LMO. De bliver nu erstattet med lithium-fosfat-batterier i Chevrolet Spark EV, som er næste model i koncernens elbilsatsning.

Efter crashtest af en Volt brød batteriet i brand tre uger efter selve testen. Det fik de amerikanske myndigheder, repræsenteret ved The National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA, til at iværksætte en undersøgelse og test af tre biler, hvoraf de to også brød i brand efter en lignende test.

Det får nu altså konsekvenser for næste elbil fra GM, Chevrolet Spark, som blev annonceret i oktober måned. I stedet for LMO-batterier, leveret af LG Chem, skal Spark'en have lithium-fosfat-batterier, leveret af A123.

Brænder ikke, men fylder mere

Fordelen ved at bruge lithium-fosfat-batterier (LiFePO4) er, at de ikke så nemt bryder i brand som LMO-batterier.

Faktisk skal man helt op over 800 grader celsius, før cellen bryder sammen, og man kan opleve såkaldt 'thermal runaway'.

Ulempen er, at batterierne fylder omkring ti procent mere end LMO og har en lavere spænding. Dette opvejes dog af, at batterierne ikke taber kapacitet så hurtigt som LMO-batterier.

En af de amerikanske producenter af lithium-fosfat-batterier mener, at de kan producere et nyt batteri til Volt'en, der er ti procent større end det eksisterende, ved at bruge lithium-fosfat.

Den danske bilproducent Henrik Fisker bruger også lithium-fosfat-batterier i sin luksus-elbil Karma.

Dokumentation

link

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er ikke LCO celler i batteriet til Opel Ampera, men LMO. Der er endda rygter om at det er NMC der bruges, men under alle omstændigheder ikke LCO.

Martin.

  • 0
  • 0

Mere om LiFePO4-akkumulatorer: http://da.wikipedia.org/wiki/LiFePO4-akkum... Citat: "... Holdbarhed over tid 3 år; 15+ år(A123Systems[1]) ... Eksploderer ikke under ekstreme betingelser; f.eks. at skudt et søm igennem cellen, overopladning eller kortsluttet, på trods af at cellen indeholder lithium. Først over 800°C bliver cellen ustabil.[1][3][4][5] ..."

Sammenligning:

Nail penetration testing A123 Li-ion [ en af de bedste LiFePO4-batterier ! ]: http://www.youtube.com/watch?v=rb_J2QQ0k-4

-

Det er gammel viden, at non-LiFePO4 lignende Li-akkumulator mange gange er usikre:

Exploding Laptops on Good Morning America: http://www.youtube.com/watch?v=zvTRKKS0wpo

Nail penetration testing Standard Li-ion: http://www.youtube.com/watch?v=f30fBFitkSM

Spark, Smoke & Boom!: World's Most Dangerous Battery!: http://www.youtube.com/watch?v=8vdOC8dN3_I

Modify Li-Po Battery Nail Penetration Test: http://www.youtube.com/watch?v=8vdOC8dN3_I

  1. okt 2010, Forulykket jumbojet var fyldt med litiumbatterier: http://ing.dk/artikel/113061 Citat: "... Det er endnu ikke fastslået, at batterierne var brandårsagen, men det er velkendt, at det brandslukningsudstyr, der anvendes i cargoflyet er Halon 1301, ikke er effektivt ved slukning af brande i litiumbatterier. ..."

  2. aug 2011, Lithium-lastet fly brændte da det styrtede: http://ing.dk/artikel/120976

-

  1. sep 2008, Fremtidens mobilbatteri er med litium-jernfosfat: http://ing.dk/artikel/91660

Priser per kWt: http://da.wikipedia.org/wiki/Energi#Eksemp...

LiFePO4 info: http://da.wikipedia.org/wiki/Lithium-jern-... Citat: "... Bemærk venligst følgende sammenligning med de normale Li-ion celler:

  • efter 1 års brug har LiFePO4 typisk samme energitæthed
  • efter mere end 1 års brug har LiFePO4 højere energitæthed

Grunden er at LiFePO4 celler taber deres kapacitet langsommere end de normale Li-ion celler (kobolt eller mangan spinel baserede Lithium-ion-polymer-akkumulator eller Lithium-ion-akkumulator. [1] [6] [7] ..."

A123Systems: http://www.rc-netbutik.dk/getdoc.asp?id=10... Citat: "...Curent test projecting excellent calendar life: 17% impedance growth and 23% capacity loss in 15 [fifteen!] years at 100% SOC, 60 deg. C..."

http://www.a123systems.com/products Tryk på "Cells: 32 Series" i venstre side.

Selvfølgelig LiFePO4 baseret: http://www.a123systems.com/technology Citat: "...Based on new nanoscale materials initially developed at MIT, A123Systems low impedance Nanophosphate electrode technology provides significant performance advantages over alternative high power technologies. ... Power Over 100C pulse discharge rates ... Life 10 year projected calendar life ..."

http://www.a123systems.com/technology/life Citat: "...At low rates our ANR26650M1 cells can deliver thousands of cycles at 100% Depth-of-Discharge (DOD), a feat unmatched by most commercial lithium ion cells. Even when cycled at 10C discharge rates, our cells deliver in excess of 1,000 full depth-of-discharge cycles..."

Se også på: http://www.a123systems.com/products Tryk på "Thousands of Low Rate Cycles": 26650-M1-cellen er pt. nået til ca. 7.300 100% Depth-of-Discharge (DOD)! Men er kun faldet til 80% af sin startkapacitet.

Dvs. den har været i drift 2*7.300 = 14.600 timer?

Priser (tryk på det lysegrønne felt): http://www.lifebatt.com/HPSpacks.html

Og der lader også til at være liv i eu: http://www.lifebatt.eu/

September 2008, Fænomenal positivt afslørende Sandia-test: http://www.lifebatt.com/sandiareport.pdf Citat: "... Test results have indicated that the LiFeBatt battery technology can function up to a 10C discharge rate with minimal energy loss compared to the 1 h discharged rate (1C). ... The majority of the capacity loss occurred during the initial [!] 2,000 cycles, so it is projected that the LiFeBatt should PSOC cycle well beyond 8,394 cycles with less than 20% capacity loss. ..." http://www.lifebatt.com/sandiareport.pdf Citat: "... [Se graf pdf-side 23] [ Aflæst: 48% kapacitet tilgængelig ved -30°C. ] [ Aflæst: 65% kapacitet tilgængelig ved -20°C. ] [ Aflæst: 74% kapacitet tilgængelig ved 0°C. ] ..."

For at sige det som det er - disse akkumulatorer er åbenbart fænomenale i forhold til mange andre teknologier.

-

Nyeste LiFePO4 udvikling - kan vistnok ikke købes pt.:

  1. mar 2009, Gennembrud i batteriforskning giver lynopladning på få sekunder: http://ing.dk/artikel/96999 Citat: "... Derfor valgte de at arbejde videre på en anden type, nemlig lithium-jern-fosfat blandingen, som har langt bedre termiske egenskaber og derfor kan belastes hårdt. Desuden er den billigere og mere miljøvenlig. ... Dermed bliver lithium-jern-fosfat batterier med ét slag en brugbar teknologi til elbiler.

Det bedste er, at de materialer, der er i brug, er de samme, som industrien bruger på lithium-jern-fosfat batterier i dag. Det er kun fremstillingsprocessen, der ændres. ..."

11 March 2009 Lithium batteries charge ahead. Researchers demonstrate cells that can power up in seconds: http://www.nature.com/news/2009/090311/ful... Citat: "... That seemed to be the case for lithium iron phosphate (LiFePO4), a material that is used in the cathode of a small number of commercial batteries. But when Ceder and Kang did some calculations, they saw that the compound could theoretically do much better. Its crystal structure creates "perfectly sized tunnels for lithium to move through", says Ceder. "We saw that we could reach ridiculously fast charging rates." ... The authors helped the ions by coating the surface of the cathode with a thin layer of lithium phosphate glass, which is known to be an excellent lithium conductor. Testing their newly-coated cathode, they found that they could charge and discharge it in as little as 9 seconds. ..."

-

Det bliver spændende at høre om disse genopladelige batterier er sikre og virker i frostvejr?:

  1. dec 2010, Englænder tre-dobler kapaciteten på lithium-ion-batterier: http://ing.dk/artikel/114696

-

Standard blyakkumulatorer holder kun til 50-100 fulde af/opladninger: http://www.electricrider.com/batteries/ind... Citat: "... The cycle life of sealed lead-acid is directly related to the depth of discharge. The typical number of discharge/charge cycles at 25°C (77°F) with respect to the depth of discharge is:

  • 50 - 100 cycles with 100% depth of discharge (full discharge)
  • 150 - 250 cycles with 70% depth of discharge (deep discharge)
  • 300 - 500 cycles with 50% depth of discharge (partial discharge)
  • 800 and more cycles with 30% depth of discharge (shallow discharge) ..."
  • 0
  • 1

@Glenn:

Bemærk venligst følgende sammenligning med de normale Li-ion celler:

  • efter 1 års brug har LiFePO4 typisk samme energitæthed
  • efter mere end 1 års brug har LiFePO4 højere energitæthed

Så mangler du bare at definere begrebet "normal Li-ion celle" - vel at mærke når det kommer til anvendelse i biler, hvor ingen længere kunne drømme om at bruge LiCoO - som dem du har i din labtop og i din mobil.

  • 0
  • 0

@Glenn: [quote]Bemærk venligst følgende sammenligning med de normale Li-ion celler:

  • efter 1 års brug har LiFePO4 typisk samme energitæthed
  • efter mere end 1 års brug har LiFePO4 højere energitæthed

Så mangler du bare at definere begrebet "normal Li-ion celle" - vel at mærke når det kommer til anvendelse i biler, hvor ingen længere kunne drømme om at bruge LiCoO - som dem du har i din labtop og i din mobil.

[/quote]

Hej Søren

Der var også citeret følgende i indlægget: "... Grunden er at LiFePO4 celler taber deres kapacitet langsommere end de normale Li-ion celler (kobolt eller mangan spinel baserede Lithium-ion-polymer-akkumulator eller Lithium-ion-akkumulator. [1] [6] [7] ..."

  • 0
  • 1

Hej Søren

Der var også citeret følgende i indlægget: "... Grunden er at LiFePO4 celler taber deres kapacitet langsommere end de normale Li-ion celler (kobolt eller mangan spinel baserede Lithium-ion-polymer-akkumulator eller Lithium-ion-akkumulator. [1] [6] [7]

Hvorfor i alverden skulle de være mere "normale" end jernfosfat-celler?

LiCoO-celler, som højest sandsynligt er det forfatteren mener med et "normat" li-ion btteri, er udviklet med henblik på så høj energtæthed som muligt, for at kunne lave telefoner og laptops så små som muligt, men dimensioneret til en levetid der passer glimrende til gadgets, der er teknologisk forældede efter max 3 år.

Biler er noget helt andet, og et LiCoO batteri bliver aldrig normalt i en bil, trods Tesla-fabrikken nok gjorde historiens mest ihærdige forsøg på at gøre dem sikre og effektive i de første roadstere - inden de også blev skiftet ud med fosfatceller.

Derimod er der lavet mange andre tiltag, bl.a. mixed metal og mangan spinel, som mange producenter har udviklet specielt med henblik på biler, og som længe har været i åben konkurrence med LiFePO4, om at blive fremtidens bilbatteri - både på holdbarhed, sikkerhed, energi- og effekttæthed.

Af disse må LiFePO4 dog anses for at være det mest "normale", nok mest fordi det både er langt det billigste, men også det sikreste, som GM nu også ser ud til at erkende.

I øvrigt fås LiFePO4 også som Lithium-Polymer celler ligså vel som de fleste andre Li-Ion kemier.

Det har nemlig intet med katode-materialet at gøre. "Gelled" polymer er bare et alternativ til flydende elektrolyt, som betyder at man kan "lime" elektroderne sammen v.h.a. elektrolytten, og dermed erstatte den faste indkapsling med en tynd plastikkonvolut, og på den måde sænke prisen og øge energitætheden.

  • 0
  • 0

dimensioneret til en levetid der passer glimrende til gadgets, der er teknologisk forældede efter max 3 år.

Giv mig LiFePO4 til mine gadgets! De nuværende batterier holder kun til ~300 opladninger, og dem når jeg på under et år for mobiltelefon og laptop. Det passer mig absolut ikke glimrende.

HP sælger rent faktisk batterier, der virker, men de følger ikke med som standard. Det er utroligt hvad elektronikbranchen kan slippe afsted med.

  • 1
  • 0

Som et dansk medie burde Ing.dk i artiklen gøre opmærksom på at den Europæiske udgave af Chevrolet Volt hedder Opel Ampera. Opel Ampera blev kåret til Årets Bil i Danmark 2012: http://ing.dk/artikel/123852 På de britiske øer hvor rattet sidder i den forkerte side hedder den Vauxhall Ampera. Den Australske udgave hedder den Holden Volt, men Opel overvejer også at sælge Opel Ampere samtidig med Holden Volt i Australien.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chevrolet_Vol...

  • 0
  • 0

HP sælger rent faktisk batterier, der virker, men de følger ikke med som standard. Det er utroligt hvad elektronikbranchen kan slippe afsted med.

Ja HP og Asus tilbyder på visse business modeller batterier fra Boston-Power som angiveligt holder 3 gange længere end standard laptop batterier. Men Boston-Power anvender ikke lithium-fosfat-batterier, men derimod en forbedret udgave lithium-cobalt kemien. Boston-Powers Li-Co batterier er angiveligt også langt bedre beskyttet mod overophedning og brand end standard Li-Co batterier: http://www.autoobserver.com/2011/09/new-in...

Boston Power says its improved lithium-cobalt (Li-Co) batteries have three times the life of batteries using the same basic chemistry. Initially designed for laptop computers, the Li-Co chemistry eliminates the thermal build up that can diminish battery performance and, in rare instances, cause battery fires – a situation that resulted in the 2010 recall of more than 500,000 Sony laptops. Lithium-ion battery packs developed for automotive use are subject to considerable thermal stress, and safety and reliability have become key marketing tools for battery makers.

Her kan man se hvilke Asus og HP modeller, der har Boston-Power battterier: http://www.boston-power.com/customers

Den Canadiske producent af after-market laptop batterier Dr. Battery tilbyder også både standard og Boston-Power modeller til alle de store laptop mærker.

Boston-Power modellerne kalder de for Green Series: http://www.drbattery.com/boston-power-gree... Green Series har 3 års garanti, de lover 1000+ opladninger og næver at de holder 3 gange længere end Standard Series. Prisen for Green Series er ikke ret meget højere end for Standard Series, så merudgiften er hurtigt tjent ind, hvis bare de holder lidt længere end de elendige standard batterier til laptops.

Dr. Battery tilbyder også en Advanced Pro Series, som ligger imellem Standard Series og Green Series både prismæssigt og levetidsmæssigt. Advanced Pro Series anvender battericeller fra Leyden Energy: http://www.drbattery.com/leydenenergy-adva...

Boston-Power blev stiftet af den svenske forsker Dr. Christina Lampe-Onnerud, men holder som navnet indikerer til i USA.

  • 0
  • 0

Jeg er blevet gjort opmærksom på en fejl i artiklen:

Lithiumion-batterier er jo en fællesbetegnelse. Derfor vil det være mere korrekt at kalde de batterier som lige nu ligger i Chevrolet Volt for Lithium-Mangan-oxid eller bare LMO og altså ikke LiCoO2 (LCO).

  • 0
  • 0

Er der nogen her der er itvivl om at bilproducenterne vil tabe store summer hvis EV´s nogensinde bliver et stort hit, ingen salg af reservedele og ingen grund til service centre.

De har da selv sørget for at denne test gik galt, så de kan udskyde / forsinke indførslen af EV´s

Og hvad med vores kære regering? vil de tabe indtægter / afgifter hvis vi begyndte at køre i EV´s ?

Hvis svaret er ja, kan vi så virkelig tro på at regeringen gør alt i deres magt for at vi skal begynde at bruge denne teknologi ?

Spørgsmålet kan gentages med solceller / husstandsvindmøller og alle andre grøne tiltag !

Det nuværende monetære system kan ikke indføre grøne tiltag da dette vil koste virksomhederne for mange penge i tabt fortjeneste !

  • 1
  • 0

Ja, Boston Power er smarte...

Men, nu ligger landet bare sådan, at GM solgte samarbejdet med Boston Power sammen med Saab. Batterierne i verdens første fuld størrelse elektriske station car, en Saab 9-3 ePower, er fra Boston Power - ligesom de bruges i Saabs Hybrid løsning. Saab er partner med Boston Power, ikke GM.

Dette har været en "uhensigtsmæssige sideeffekt" fra GMs side i forbindelse med frasalget af Saab - hvilket kan være en af årsagerne til, at GM endte med den batteri teknologi, som der nu er problemer med. Der har tidligere været artikler om, at man "manglede batterier til Ampera".

GM forsøger lige nu at forhindre, at der kommer kinesiske penge i Saab og at fabrikken genstarter - går Saab konkurs ophæves alle samarbejdskontrakter m.m. e.g. m. Boston Power - og rettigheder til Saab teknologi skulle gå tilbage til GM.

  • 0
  • 0

Bedre genopladeligt batteri af lettilgængelige grundstoffer?:

26 September 2011 Project develops electric car battery with increased power: http://www.theengineer.co.uk/sectors/autom... Citat: "... The battery uses Nickel Cobalt Manganese (NCM) electrochemistry, which theoretically requires 50 per cent less volume and 30 per cent less mass when compared to Lithium Iron Phosphate (LIP) chemistry at cell level. ... Axeon and its partners, Ricardo and Allied Vehicles, now believe that it is feasible to replace LIP batteries in electric vehicles with NCM batteries. ..."

  • 0
  • 0

Bedre genopladeligt batteri af lettilgængelige grundstoffer?:

Det's fulde betegnelse er "Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxide". Derfor kaldes det oftest "Mixed Metal", og har faktisk været nævnt flere gange ovenfor.

GM's (rettere LG's) teknologi, som de kalder "Lithium Manganese Oxide", er jeg lidt i tvivl om, men jeg er ret overbevist om at det også indeholder nikkel og koboltoxid, og er således også NCM.

Mixed metal er udviklet på basis af Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2), med det formål at udnytte mest mulig af energitætheden i koboltoxid, men øge sikkerheden og effektætheden nok til at kunne bruges i biler.

Anyway - det er stadig koboltoxid, hvilket eksempelvis Søren Ekelunds AfutureEV (Kokam celler - som også er NCM) og andre desværre har måttet sande på den hårde måde den seneste tid.

Lettilgængelige grundstoffer?

Hvorfor skulle Nikkel, kobolt og mangan være lettere tilgængelige end jernfosfat?

Eksempelvis har prisen på nikkel gjort de ellers formidable batterier som Sodium-Nickel og Nickel-Metal-Hydride - som ikke er Li-Ion batterier, fuldstændigt ukonkurrencedygtige.

  • 0
  • 0

youtube.com: URABat, an Ultrafast Rechargeable Aluminum Battery.

Nov 22, 2016, powerelectronics.com: Rechargeable Aluminum Battery Developed: Citat: "... * URABat is fast: It can be fully charged in just one minute for more than 10,000 cycles, while maintaining an exceptional coulombic efficiency (CE) of 98 percent throughout its life. * URABat is safe, because all components in the battery system, including the aluminum and graphite electrodes and the isolating membrane, are inert. ... * Lastly, it is environmentally friendly and financially advantageous, as aluminum constitutes an incredible 8.2% of the Earth's crust. ..."

  • 1
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten