Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

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Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Henning_PV » 19.10.2018, 16:37

Japan NEDO
http://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100060.html
Deutschland
https://www.bmbf.de/de/was-kommt-nach-l ... -7094.html
Ist das sinnlose Forschung?
Ist das Geldverschwendung?
Ist Tesla viel schlauer und kann bessere und billigere Akkus schon wann genau liefern?
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon PV-Berlin » 19.10.2018, 17:16

Inhaltlich kann ich die Chancen nicht beurteilen (habe zu wenig Gespräche diesbezüglich geführt)
Der Rahmen von 16 Mill. € ist ein Wirtz, es müssten schon 200 Mill. € sein, um hier überhaupt mal was zu wuppen.

UND wenn man dann feststellt Feststoff Zellen (chemische) funktionieren für die Mobilität nicht, ist das auch okay.
Ich würde Minimum 5 Ansätze gleichzeitig und parallel verfolgen lassen, je mit 50 Mill. € p.A.

Dank des Endes des Diesel Privilegs gar kein Ding zu finanzieren.

Dass das Wissen, um die Möglichkeiten der Zellen Technologie zur Kernfrage eines ganzen Industriezweiges wird, ist ja nun kein Ding, wo man nun sonderlich schlau sein muss.

*persönlich investieren würde ich nur in eine Technologie, die Strom Physikalisch speichert.
Wir werden einen Zubau in 2012 von >30 GWp sehen. Tendenz bis 2015 Richtung > 50 GWp. Ab 2020 Werden wir einen Zubau an PV von deutlich über 100 GWp sehen. Bis 2015 wird PV die 5 Cent Hürde knacken. *5% Zins bei nur 12 Jahren Amortisation.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Broadcasttechniker » 19.10.2018, 17:33

Tesla verkauft Akkus die man anfassen könnte wären sie nicht im Auto verbaut.
Autos mit heißer Luft im Batteriefach lassen sich nicht verkaufen.

Ein Akku bei dem sowohl die Elektroden als auch der Elektrolyt fest ist wäre was tolles.
Wenn es da nicht das Problem mit der Ionenbeweglichkeit gäbe.
Ich kenne Akkus mit festen Elektroden und flüssigem Elektrolyt.
Ich kenne Akkus mit flüssigen Elektroden und festem Elektrolyt.
Wenn alles fest ist, dann wird es aber schwierig mit der Ionenwanderung.
Für mich nur vorstellbar bei dünnsten Elektrolytschichten und größten Oberflächen.
Da können sie ja mal dran rumentwickeln.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon bimon » 19.10.2018, 18:28

Wer sich ein wenig mit Akkus beschäftigt, weiß, dass das wohl das realistischste Thema für eine Fortentwicklung in absehbarer Zeit ist (irgendwelche überraschenden Durchbrüche weitergehender Art natürlich nicht ausgeschlossen). Damit sollen nicht nur die Zellen mehr Energie schneller speichern und billiger werden (Kobalt zur Stabilisierung könnte ganz obsolet werden), das ganze Akkumodul wird deutlich einfacher, da weniger sicherheitskritisch und Schnellladung auch ggf. ohne besondere Kühlung möglich.

Da sitzen eigentlich alle dran. Es ist aber auch ein weites Feld. Die alte LiFePO4-Technik ist schließlich auch ein Solid State Design. Das will man mit Elektroden hinbekommen, die eine deutlich höhere Energiedichte vorweisen. Wer nicht schon etabliert ist und produziert (LG, Samsung, Panasonic...) oder aus China kommt und entsprechend andere wirtschaftliche Konditionen hat, entwickelt an Solid State.

Der Weg ist halt steinig von ersten Ankündigungen zur Produktion. Bosch musste sein Investment in Seeo wohl abschreiben. Toyota hat da ja schon viel angekündigt. Da hat man dann schon mehr und zeitnah erwartet als von den vielen anderen Startups die in dem Bereich tätig sind. Da sitzen 200+ Ingenieure/Wissenschaftler bei denen aktuell dran. Aber auch da geht der Zeithorizont neuerdings Richtung 2025+.

BMW hat Ende letzten Jahres mit Solid Power ein JV angestoßen für die Entwicklung von BEV-Zellen. SP selbst hat gerade noch 20 Mio. eingesammelt (da sind auch Samsung, Hyundai, A123 uvm. bei) um nächstes Jahr zu kommerzialisieren (Multi-MW) - aber auch da ist der Weg zum BEV-Akku halt noch weit.

Zur finanziellen Einordung der 16 Mio.: VW arbeitet sei 2012 mit Quantumscape zusammen und hat im Sommer gerade 100 Mio. nachgeschossen. Produktion auch für ~2025 anvisiert.

Panasonic liefert momentan zwar das beste Design mit den Tesla-Rundzellen zusammen, aber viel Spielraum ist da auch nicht mehr drin. Entsprechend wird sich Tesla auch über fundamentale Weiterentwicklung freuen.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Broadcasttechniker » 19.10.2018, 19:04

Auch LiFePO4 benutzt flüssige Elektrolyte.
Dass der eigentliche Elektrolyt ein Feststoff ist spielt solange keine Rolle wie er in einer Flüssigkeit gelöst werden muss um zu funktionieren.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Henning_PV » 22.10.2018, 19:17

Natürlich widerholt sich Geschichte nicht.
Aber dennoch kommt mir das Rennen auf solid state oder semi solid state oder ähnliches vor wie damals das Race auf blaue/weiße LED.
Jeder in der Industrie wußte damals:
Wir können bereits rote und amber und grüne LED herstellen. Wenn wir blaue (und damit weiße) LED industriell herstellen können, dann können wir ein paar Jahre später Glühbirnen und Leuchtstoffröhren vollständig ablösen.
Alle großen waren im Rennen wie Phillips, Osram, Toshiba usw.
Dann kam Nichia mit Hr. Nakamura https://de.wikipedia.org/wiki/Nichia

Mein Bauchgefühl sagt mir, daß es ähnlich wird. Ein Joker wird bis 2025 einen Durchbruch auf unorthodoxe Weise erzielen. Dennoch werden die Großen (LG, Panasonic...) die Großen bleiben weil sie viel Kapazität und Patente und Wissen haben. Aber evt kommt ein neuer mit hinzu. Und vielleicht gehört der ja auch einem Autohersteller - schaun wir mal.
Außerhalb der Batteriebranche wird es natürlich viel ändern wenn so tolle neue Akkus verfügbar sind.
Als damals die ersten Lithiumakkus kamen war auch klar, daß man nun ganz coole Laptops und Handys bauen kann wie es vorher unvorstellbar war. In diesem Fall kann man dann auch ganz coole Autos bauen - das 80KWh + 30.000€ Auto eben.

Danke an Nakamura et al für die blaue LED. Er ist WIRKLICH jemand der die Welt besser gemacht hat OHNE große Worte und Marketing. (nur mit 150€ Erfolgsprämie war dann auch ein Japaner nicht so ganz zufrieden - am Ende wurden es dann 6 Millionen ;-)
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Henning_PV » 23.10.2018, 18:27

Noch eine Frage an die "Gemeinde":
Nach meinem Wissen funktionieren die Solid State Akkus grundsätzlich schon recht gut.
Man kann sie kaufen und es werden ein paar kommerziell eingesetzt z.B. in der Medizintechnik wo Preis nicht so die Rolle spielt aber Performance und inhärente Sicherheit enorm wichtig sind.

Das große Problem ist die C-Rate die noch so niedrig ist wie bei den ersten Lithiumakkus vor 25 Jahren (also <0,3C).
Grund ist die (geringere) Ionenbeweglichkeit. Damit sind die jetzigen solid states für 95% der heutigen Einsatzzwecke von Lithiumakkus wie Handy und Laptop und Auto nicht als drop in replacement nutzbar. Daher die winzigen Stückzahlen.
Seht ihr das auch so oder welche Informationen habt ihr?
Welche Wege sind sichtbar um die C Rate hochzubringen analog dazu was bei Lithiumions vor 25 Jahren passiert ist?
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon Henning_PV » 24.10.2018, 18:26

Nach einmal drüber schlafen: Das Problem der niedrigen C-rate bei Solid State könnte man recht einfach lösen wie im Brennstoffzellenauto oder PHEV mit einem hybriden Ansatz.
Man baut z.B einen 100kWh Solid State Akku mit 0.3C für die Energie ein und einen 20kWh 10C Akku um die Leistungsspitzen abzufackeln.
Der eine Akku spielt die Vorteile von hoher Energiedichte und der andere die Vorteil von hoher Leistungsdichte aus.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon PV-Berlin » 25.10.2018, 08:59

Leistungsabgabe meinst du sicher! Also > 1 C
Solche Möglichkeiten (Ansatz) wären schon ganz gut, zumal es ja weit mehr gibt, als den schnöden PKW Markt.
In einem 60 t Bagger kann man ganz schön viel Zeug verbauen, denn 40 Liter und mehr die Bh, sind nicht ganz cool und das bei 8h bis 12 h Einsatz am Tag!

Die Bagger mit Super Caps (15 bis 25% weniger Diesel) rechnen sich teilweise schon unter einem Jahr Einsatz!
*aktuelle Zahlen habe ich nicht

Die Kosten je kWh Kapazität können hier auch an die 250 $ gehen! Gar kein Thema!
Wenn man wirklich den kompletten Diesel-Antrieb weg lassen kann, sind sind z.B. ganz andere hydraulische Motoren möglich und einiges kann dann auch mit Schrittmotoren u.ä. 'erschlagen werden'

Bei Fahrzeugen im Massentransport, wo heute schon der Antriebsstrang elektrifiziert stattfindet, kann man sofort wechseln!
Wir werden einen Zubau in 2012 von >30 GWp sehen. Tendenz bis 2015 Richtung > 50 GWp. Ab 2020 Werden wir einen Zubau an PV von deutlich über 100 GWp sehen. Bis 2015 wird PV die 5 Cent Hürde knacken. *5% Zins bei nur 12 Jahren Amortisation.
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Re: Forschungsprojekte Solid State Lithium Akkus

Beitragvon kalle bond » 25.10.2018, 09:16

Henning_PV hat geschrieben:Japan NEDO
http://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100060.html
Deutschland
https://www.bmbf.de/de/was-kommt-nach-l ... -7094.html
Ist das sinnlose Forschung?
Ist das Geldverschwendung?
Ist Tesla viel schlauer und kann bessere und billigere Akkus schon wann genau liefern?


Im Moment ist es so, dass die jetzige Akkutechnologie den Erwartungen um Jahre hinterher hinkt.
Bitte nicht immer die pure Reichweite heranziehen, zusätzliche Verbraucher wie Klimaanlage und Heizung müssen mit berücksichtigt werden. Dazu die Gewichts- / HK Reduktion der Akkus. Wenn die Aussicht besteht, das dies langfristig mit den neuen Akkus realisiert werden könnte, warum sollte man sich der Forschung daran verweigern? Zur Zeit sind es etliche Forschungseinrichtungen, die an solchen Projekten arbeiten. Auch Tesla wird an der neuen Generation der Akkus nicht vorbei kommen, wenn sie weiter vorne mit dabei sein wollen. Nur geht es dann um ganz andere Stückzahlen und hier stellt sich die Frage der Materialverfügbarkeit, deren Quellen und der Preisentwicklung.
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