Energi

Sodiamjonbatterier är på uppgång, men litiumjon kan fortsätta att finnas kvar på grund av indium

mm
Publicerad
Uppdaterad
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Information: Securities.io kan få ersättning när du använder länkar till produkter vi granskar. Det påverkar inte våra redaktionella bedömningar. Vi är inte registrerad investeringsrådgivare; detta är inte investeringsråd. Läs vår affiliateinformation.

Återuppståndelsen av litiumjon?

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.

Litiumjonbatterier har hittills dominerat designen av batterier för små elektronikprodukter och tidiga EV-modeller. Dock har vissa begränsningar i teknologin fått industrin att söka efter alternativ, inklusive natriumjon- eller fastfasbatterier. Genom att använda indium skulle ett nyckelproblem för massadoption av elbilar – räckviddsångest – elimineras. De flesta EV-användare är oroade för att batteriet tar slut innan de når en laddstation. Därför söker de ofta ett mycket kraftfullt batteripaket, vilket ökar vikten och kostnaden för bilen.

Ett annat problem är den tid det tar att ladda batteriet. Detta kan vara en allvarlig oro för långdistansresor eller kommersiella tillämpningar. Det minskar också tillgängligheten av laddstationer, då varje “full tank” tar tid och gör EV-laddaren otillgänglig.

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.

Indiumbatterier till räddning?

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 ett första steg mot AI‑designade batterier?

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 for to granska 32 miljoner idéer på mindre än 80 timmar, 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.

Batteriers livscykelstockar

1. Arcadium Lithium (Sammanslagning av Allkem + Livent)

Arcadium är resultatet av en lika-fördelad sammanslagning mellan litiumgruvledarna Allkem och Livent, vilket gör det till den tredje största litiumproducenten i världen. Sammanfogningen skapar ett företag som är närvarande i alla steg av litiumproduktion och -bearbetning.

Företagets produktion är mestadels belägen i Argentina, i litiumtriangeln (Chile, Argentina, Bolivia) i form av saltlösningar, med viss fast litium i Kanada och Australien.

Källa: Arcadium

Litium är en råvara som nyligen har drabbats av låga priser, eftersom stora biltillverkare som Ford eller GM har bromsat sina EV-planer. Samtidigt kinesiska EV-tillverkare som BYD anklagas för att översvämma utländska marknader med lågkostnads‑EV, vilket kan utlösa en ny våg av EV‑adoption under de kommande åren. Till exempel den 10 000 € BYD Seagull som anländer till Europa i år.

Så den nuvarande prisnedgången för litium kanske inte varar för evigt.

2. CATL

CATL är den globala ledaren inom batteritillverkning och producerar mer än hälften av den globala batterivolymen. Företaget är närvarande i varje steg av batteritillverkningskedjan och är en ledare inom batteriteknik.

Detta gäller för litiumjonbatterier, där företaget är en långvarig etablerad ledare. CATL har också tillkännagett imponerande framsteg inom flera andra batterityper :

Källa: CATL

CATL har också investerat €3,25 Mrd i batterirecirkuleringskapacitet i Kina. CATL har notabelt uppnått en anmärkningsvärd återvinningsgrad på 99,6 % för nickel, kobolt, mangan, och 91 % för litium.

Tack vare sin skala, fokus och FoU‑resultat är CATL sannolikt i framkant av batteriinnovation, tillverkning och återvinning. Detta gör dem till en nyckelpartner för EV‑tillverkare, inklusive Tesla (TSLA ), NIO, Ford, Stellantis osv.

3. BYD

En långvarig utmanare till Tesla på EV‑marknaden har BYD blivit en seriös konkurrent inte bara för Tesla utan för i praktiken alla biltillverkare.

Företaget utvecklades från sin ursprungliga roll som telefonbatterileverantör till att sälja nästan lika många EV som Tesla i Kina (världens största EV‑marknad) och vara den bäst säljande EV:n i Thailand, Sverige, Australien, Nya Zeeland, Singapore, Israel och Brasilien.

BYD är en stor del av varför Kina plötsligt blev världens största bilexportör 2023, och överträffade Japan. Företagets aggressiva utrikesexpansion stöds också av nya fabriker, som i Ungern. Och med lanseringen av $10 000‑$12 000‑bilar som Seagull kan en helt ny marknad öppnas för BYD‑EV.

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

Fortfarande i sin kärna, som batteritillverkare, är BYD en seriös utmanare till CATL på LFP‑batterimarknaden, med en marknadsandel på 41,1 % i Kina (jämfört med CATL:s 33,9 %).

Den “översvämning” av billiga EV som BYD producerar till de europeiska och amerikanska marknaderna kommer sannolikt att mötas av någon form av protektionism, vilket kan hindra BYD:s tillväxt. Men samtidigt är billiga kinesiska EV redan en stor framgång i resten av världen, där det inte finns många inhemska biltillverkare att skydda, inklusive hela Sydamerika, Ryssland, Afrika, Mellanöstern och Sydostasien.

Detta representerar flera miljarder potentiella kunder för BYD, som bor i länder som är ivriga att upprätthålla en geopolitisk balans och hålla goda relationer både med väst och Kina, så det är osannolikt att skapa alltför starka protektionistiska barriärer.

mm

Jonathan är en tidigare biokemistforskare som arbetade med genetisk analys och kliniska prövningar. Han är nu en aktieanalytiker och finansskribent med fokus på innovation, marknadscykler och geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.