Energia

Natriumioniakkujen suosio kasvaa, mutta litiumioniakku saattaa pysyä, indiumin ansiosta

mm
Julkaistu
Päivitetty
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Ilmoitus: Securities.io voi saada korvauksen, kun käytät arvioimiemme tuotteiden linkkejä. Tämä ei vaikuta toimituksellisiin arvioihimme. Emme ole rekisteröity sijoitusneuvoja; tämä ei ole sijoitusneuvontaa. Lue kumppanuusilmoituksemme.

Litiumioniakkujen uudelleensyntyminen?

A recent discovery by researchers at Cornell University might bring lithium-ion technology back into the race for perfect battery technology. They have found that using an indium anode material would allow for extremely quick charging of lithium-ion batteries.

Litiumioniakut ovat tähän mennessä hallinneet pienten elektroniikkalaitteiden ja varhaisten sähköautomallien akkutekniikkaa. Kuitenkin teknologian joitakin rajoituksia on saanut teollisuuden etsimään vaihtoehtoja, kuten natriumioni- tai kiinteän tilan akkuja. Indiumin avulla yksi keskeinen ongelma sähköautojen massakäytön esteenä – toimintamatkan ahdistus – poistettaisiin. Useimmat sähköauton käyttäjät ovat huolissaan akun loppumisesta ennen latausasemaan pääsyä. Siksi he pyrkivät etsimään erittäin tehokkaan akkupaketin, mikä lisää auton painoa ja kustannuksia.

Toinen ongelma on akun lataamiseen kuluva aika. Tämä voi olla vakava huolenaihe pitkän matkan matkustamisessa tai kaupallisissa sovelluksissa. Se myös vähentää latausasemien saatavuutta, kun jokainen “täysi tankki” vie aikaa ja pitää sähköauton laturin poissa käytöstä.

So, a quicker-to-charge lithium-ion battery technology could help reduce the cost of EVs, alleviate range anxiety, and improve the capabilities of the charging network.

Indium-akut pelastavat?

The research was conducted by Lynden A. Archer’s team at Cornell’s Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, with the lead author Shuo Jin, a chemical and biomolecular engineering doctoral student.

In their publication “Fast-charge, long-duration storage in lithium batteries” they explain their approach. They focused on the kinetics (speed) of electrochemical reactions, specifically the “Damköhler number.” By looking at solid-state transport rates, they found that indium was a very good candidate for fast-charging batteries. Currently, indium is mostly used in LCD screens and other high-tech applications like photovoltaics, cryogenics, and nuclear reactor control rods.

Indium is a good metal for use in anodes because of its rapid diffusion and slow surface reaction kinetics, which translate into fast charging for the battery.

Indium – ensimmäinen askel kohti tekoälyllä suunniteltuja akkuja?

Indium anodes could allow to reduce range anxiety, which in turn would reduce the need for very large and heavy battery packs. However, indium itself is a very heavy and dense metal.

This is why Pr Archer also considers his team’s discovery about indium as a starting point.

“Therein lies an opportunity for computational chemistry modeling, perhaps using generative AI tools, to learn what other lightweight materials chemistries might achieve the same intrinsically low Damköhler numbers.

For example, are there metal alloys out there that we’ve never studied, which have the desired characteristics?”

Leveraging AI advancements to find new battery materials is a realistic idea, as has been shown by PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) researchers. In our article “Changing the Timeline for Discoveries through Use of Artificial Intelligence (AI)”, we discussed how they used several predictive chemistry AIs to screen 32 million ideas in less than 80 hours, leading to the discovery of a new battery electrolyte.

So maybe the same technique can be used, focusing on the Damköhler number to find materials performing as well as indium, but less heavy.

Akkujen elinkaarivarastot

1. Arcadium Lithium (Merging of Allkem + Livent)

Arcadium on tasavertaisen sulautumisen tulos litiumkaivoksen johtajien Allkemin ja Liventin välillä, mikä tekee siitä maailman kolmanneksi suurimman litiumtuottajan. Sulautuminen luo yrityksen, joka on läsnä kaikissa litiumin tuotannon ja jalostuksen vaiheissa.

Yrityksen tuotanto sijaitsee enimmäkseen Argentiinassa, litiumkolmiossa (Chile, Argentiina, Bolivia) suolavesinä, ja osittain kalliolitiumina Kanadassa ja Australiassa.

Lähde: Arcadium

Litium on hyödyke, joka on äskettäin kärsinyt alhaisista hinnoista, kun suuret autonvalmistajat kuten Ford tai GM ovat hidastaneet sähköautojen suunnitelmiaan. Samaan aikaan Kiinalaiset sähköautovalmistajat kuten BYD syytetään ulkomarkkinoiden tulvimisesta halpahintaisilla sähköautoilla, mikä voisi käynnistää uuden aallon sähköautojen omaksumisessa tulevina vuosina. Esimerkiksi 10 000 €:n BYD Seagull saapuu Eurooppaan tänä vuonna.

So, the current price weakness in lithium might not be forever.

2. CATL

CATL is the global leader in battery manufacturing, producing more than half of the global battery volume. The company is present at every step of the battery manufacturing supply chain and is a leader in battery technology.

This is true for lithium-ion batteries, where the company is a long-time established leader. CATL has also announced impressive progress on multiple other battery types :

Lähde: CATL

CATL on myös investoinut €3,25 miljardia akkujen kierrätyskapasiteetteihin Kiinassa. CATL on erityisesti saavuttanut merkittävän talteenottoasteen 99,6 % nikkelille, koboltille, mangaanille ja 91 % litiumille.

Thanks to its scale, focus, and R&D achievements, CATL is likely to be at the forefront of battery innovation, manufacturing, and recycling. This makes it a key partner for EV manufacturers, including Tesla (TSLA ), NIO, Ford, Stellantis, etc.

3. BYD

A long-time challenger of Tesla in the EV market, BYD has become a serious competitor not only for Tesla but for virtually all automakers.

The company evolved from its origin as a phone battery supplier myymään lähes yhtä paljon sähköautoja kuin Tesla Kiinassa (maailman suurin sähköautomarkkina) ja olemaan myydyin sähköauto Thaimaassa, Ruotsissa, Australiassa, Uudessa-Seelannissa, Singaporessa, Israelissa ja Brasiliassa.

BYD is a large part of why China suddenly became the world’s largest car exporter in 2023, surpassing Japan. The company’s aggressive overseas expansion is also carried by new factories, kuten Unkarissa. And with the release of $10,000-$12,000 cars like the Seagul, a whole new market might open for BYD EVs.

Lähde: By User3204 – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=142412738

Still at its core, a battery manufacturer, BYD is a serious challenger to CATL in the LFP battery market, with a 41.1% market share in China (compared to CATL’s 33.9%).

The “flood” of cheap EVs produced by BYD into the European and American markets is likely to be met with some level of protectionism, which could hinder BYD’s growth. But at the same time, cheap Chinese EVs are already a great success in the rest of the world, which does not have incumbents much in the way of domestic automakers to protect, including the entirety of South America, Russia, Africa, the Middle East, and Southeast Asia.

This represents several billion potential customers for BYD, living in countries eager to strike a geopolitical balance and stay on good terms with both the West and China, so it is unlikely to create too strong protectionist barriers.

mm

Jonathan on entinen biokemian tutkija, joka on työskennellyt geneettisen analyysin ja kliinisten kokeiden parissa. Hän on nyt osakeanalyytikko ja rahoituskirjoittaja, jonka keskittyminen on innovaatioihin, markkisykleihin ja geopoliittisiin asioihin julkaisussaan 'The Eurasian Century'.