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Visualizza la versione completa : Le batterie del futuro: Litio-Silicio, Litio-Aria, Litio-Zolfo, Grafene ...



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jumpjack
08-11-2012, 09:35
Riprendo qui l'interessante discussione iniziata con Lucusta in altro thread sul futuro delle batterie, che di là era totalmente offtopic.


Bisogna avere pazienza...
Sono allo studio batterie al Litio-Zolfo, Litio-Silicio e Litio-Aria, con densità di energia tra 500 e 1000 Wh/kg.
Il giorno che queste batterie raggiungeranno il mercato, la mobilità elettrica farà il botto! (le migliori batterie al litio odierne arrivano a 150 Wh/kg).
Certo, ci vorrà un po', la tecnologia del litio è stata scoperta/inventata nel 1991 ed è arrivata sul mercato dei mezzi elettrici nel 2011...


Qualche riferimento da cui partire:
Studio di fattibilità tecnica sull’applicabilità delle batterie al litio
nelle reti elettriche – Stato dell’arte e limiti scientifici e tecnologici
F. Alessandrini, G. B. Appetecchi, M. Conte (http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/elettrotecnologie/16-rt-enea-ob-f-29-9-10.pdf) (2010)

Batterie agli ioni di Litio e Stagno: dureranno 20 anni! (http://www.ilbloggatore.com/a1/2010/02/07/batterie-agli-ioni-di-litio-e-stagno-dureranno-20-anni/) (2010)

Batterie litio-stagno-grafene (http://www.tomshw.it/cont/news/stagno-e-grafene-per-batterie-con-elettrodi-migliori/32935/1.html) (2011)

High capacity lithium-air cathodes S. D. Beattie, D. M. Manolescu and S.L. Blair (http://www.unb.ca/fredericton/science/chem/smcgrady/group/shanebeattie/Papers/Shane_Beattie_High_capacity_lithium-air_cathodes.pdf) ( average voltage of 2.33 V and a gravimetric capacity of 5813 mAh/g of carbon. )

High Performance Lithium-ion Battery Anodes Using Silicon Nanowires (http://cosmos.ucdavis.edu/archives/2012/cluster8/annie-phan.pdf)

Batterie da 10 kWh/kg per il 2010 dalla Sony?!? (http://www.swas.polito.it/services/Rassegna_Stampa/articolo.asp?id=4028-131756524.pdf)

Ovviamente non significa che domani vado dal ferramenta e mi compro una batteria da 10 kWh e da 1 kg da montare sul mio scooter: se queste tecnologie sono oggi in laboratorio, significa che saranno sul mercato, e solo ALCUNE di queste, tra 5 o 10 anni (le batterie al litio sono state inventate nel 1991 e arrivate sul mercato nel 2011).

Ma quando ci arriveranno, sarà una rivoluzione! Anche se 10 kWh/kg forse sono solo un'utopia, sarebbe sufficiente UN kWh/kg per poter montare su un'auto una batteria da 150 kWh (150 kg) anzichè gli attuali 15 kWh, per avere un'auto elettrica da 1500 (millecinquecento!!!) km di autonomia!!
Diciamo che un valore più realistico di 0,5 kWh/kg già permetterebbe di avere nei 150 kg di batterie (peso tipico di una batteria attuale di auto elettrica, che però ha densità massima di 100 Wh/kg) 75 kWh di energia, che per consumi tipici di 0,150-0,200 kWh/km significherebbe 375-500 km di autonomia.

Per non parlare degli scooter: 0,5 kWh/kg significherebbe 10 kWh in 20 kg di batterie, tipico peso di una batteria al litio in uno "scooterino": oggi con 20 kg di batterie si possono fare 80 km, tra 10 anni con 20 kg di batterie uno scooter potrebbe fare 800 km! Quindi ovviamente le batterie non peseranno 20 kg ma 5, perchè 200 km di autonomia su uno scooter sono più che sufficienti. Ma con soli 5 kg di batterie le prestazioni saranno ovviamente migliori, in due persone o in salita!

Diciamo quindi che i mezzi elettrici di quarta generazione saranno la vera alternativa ai mezzi a benzina!

Perchè "quarta generazione"? perchè io personalmente mi sono "inventato" la categorizzazione nelle prime 3 generazioni:
1a generazione:
piombo, 36 Wh/kg;
scooter: 2000Wh/55 kg/40km/300cicli/12000km
auto: 15000 Wh/416 kg/100km/300cicli/30000km

2a generazione (abortita):
NiMH, 70 Wh/kg
scooter: 4000Wh/60 kg (unico esemplare: Vectrix)
auto: 15000 Wh/214 kg (teorici; in realtà al NiMH esistono solo auto ibride con 3 kWh di batterie!)

3a generazione (attuale):
Li, 100-150 Wh/kg
scooter: 5000 Wh/50 kg/80km/1000 cicli
auto: 16000Wh/160 kg/160km/1000 cicli

4a generazione (tra 5 anni o 10? Battery500 IBM?):
Li-Aria, Li-Zolfo, Li-Si, Li-Sn? 500 Wh/kg
scooter: 5000Wh/10kg/80km/2000 cicli oppure 25000Wh/50kg/500km/2000 cicli ?
auto: 80.000 Wh/160kg/400km/2000 cicli


Ovviamente con la 4a generazione di mezzi elettrici si presenterà un altro problema, del quale però forse conviene parlare in altro thread: la ricarica!
Per ricaricare i 16 kWh di un'auto elettrica con un impianto casalingo da 3 kW già servono 6-8 ore, ricaricare una batteria da 75 kWh è impensabile! Ci vorranno impianti da DECINE di kW, che probabilmente non potranno essere privati data la pericolosità. Ma già oggi i "distributori di energia" non possono essere privati per via della pericolosità, quindi si tratterebbe solo di aggiungere colonnine da 50 kW nei distributori di benzina (a debita distanza! :-) ). Ma poi tuttiquesti kWh andrebbero prodotti dalle centrali elettriche...

Oppure - attenzione attenzione ;-) - potrebbe esserci la Rivincita di Edison!! :spettacolo:

Nel 1887 finì la "Guerra delle correnti" con l'affermazione della corrente alternata di Tesla.
Nel 1835 erano stati inventati i mezzi elettrici e nel 1862 le batterie al piombo di Plantè: i primi furono "uccisi" dalle auto a benzina, le seconde dal fatto che la corrente continua era diventata inutile. Una concomitanza di fattori portò insomma alla morte prematura di auto elettriche e sistemi di accumulo che potevano durare 70 anni!!!.

Oggi potremmo andare incontro a una nuova inversione di rotta e a una "rivoluzione elettrica":
- sono allo studio pannelli solari NON al silicio, che non essendo vincolati dal limite di Shockley possono raggiungere rendimenti teorici dell'80% (= 800 Wp per m2)
- le batterie Plantè possono essere fabbricate anche in casa con mezzi rudimentali e durare 70 anni

Insomma, tra 10 anni il panorama elettrico potrebbe mostrarsi moooolto interessante! :spettacolo:

jumpjack
08-11-2012, 09:46
Ah, c'è da "tenere d'occhio" Yi Gui e la sua ditta Amprius (www.amprius.com) (per il momento fatta solo di "chiacchiere"....), che in futuro potrebbe commercializzare le sue batterie a "double-walled silicon nanotube anode" (http://www.extremetech.com/computing/129299-silicon-nanotube-lithium-ion-battery-stores-10-times-more-power-lasts-6000-charges) (anodo in nanotubi a doppio strato di silicio) da 6000 cicli e 10 volte la capacità di quelle attuali.

giocol62
09-11-2012, 09:57
Bella discussione jumpjack.
Io sono abbastanza ignorante sul tema, ma sicuramente se sento/leggo qualcosa sulle evoluzioni cercherò di dare il mio contributo.
Per ora quello che posso aggiungere al tuo interessantissimo post è quanto ho sentito lo scorso hanno ad un convegno sul tema.
In quell'occasione i relatori dicevano che il futuro dovrebbe essere sui supercondensatori (o utracapacitori, come vengono a volte chiamati con traduzione letterale dall'inglese); più precisamente loro parlavano di batterie ibride Litio (immagino qualsiasi tipo di quelli da te citati) + supercondensatori che dovrebbero supportare cicli di carica e scarica molto veloci.

Tu hai sentito niente in proposito?

jumpjack
09-11-2012, 12:55
sì, c'è anche una ditta italiana che fabbrica batterie ibride litio-supercondensatori... ma non le vende (ai privati)!
e' la helionix.

jumpjack
12-11-2012, 13:56
Da una presentazione della NASA (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110009972_2011009429.pdf) del 2010:


Metal Air Battery Development

Human Research Program –
High energy battery to power Mobile Oxygen Concentrator for Spacecraft Emergencies

Li-Air System – candidate technology to meet high energy needs (>1850 Wh/kg)

Leverage SBIR program to support this development


C'e' chi si lamenta tanto della presunta inutilità/costosità delle missioni spaziali. Ma non tutti sanno che i satelliti funzionano a batterie (non prendono energia direttamente dai pannelli solari, quelli servono solo per ricaricare le batterie!), e che mandare 1 kg di materiale nello spazio costa 10 mila dollari. Ergo, gli enti spaziali hanno tutto l'interesse a creare batterie capienti e leggere.
Quindi un'importante ricaduta della ricerca spaziale potrebbe essere la creazione della tanto agognata superbatteria che ci darà 500 km di autonomia sull'auto elettrica!

O meglio... se davvero si riuscisse a creare una batteria da 1850 Wh/kg (???), l'autonomia di un'auto elettrica con una batteria del peso di quelle attuali (200 kg) diventerebbe di circa 2500 (duemilacinquecento) chilometri...
(hai voglia a caricarla!! ;-) )

Il Glenn Research Center della NASA (GRC) è il reparto che si occupa dele ricerche sulle batterie.

Antiche ricerche e studi sui veicoli elettrici:
Science.gov v5.0 : Main View : Search Results for Full Record: near-term electric vehicle (http://www.science.gov/topicpages/n/near-term+electric+vehicle.html)

Advanced Lithium-Ion Cell Development for NASA’s Constellation Missions:
https://batteryworkshop.msfc.nasa.gov/presentations/06_Adv%20Li-ion%20Cells%20Constellation_CReid.pdf

jumpjack
13-11-2012, 13:19
Sarà meglio tenere d'occhio la PolyPlus: ha inventato batterie con elettrodi in litio metallico "protetto" (protected lithium electrode (PLE)) che permetterebbe di realizzare batterie litio-aria e litio acqua.
Loro promettono finoa 1000 Wh/kg, chissà...
PolyPlus Lithium-Water (http://www.polyplus.com/liwater.html)

.

jumpjack
13-11-2012, 18:11
Ho trovato una vera e propria miniera d'oro d'informazioni, in lingua italiana: l'archivio delle ricerche dell'ENEA!
Report — Enea (http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/ricerca-di-sistema-elettrico/accumulo-di-energia-elettrica/report#2011)

Pero' c'e' da fare indigestione a leggersele tutte...

Il programma "Ricerca Sistema Elettrico" di cui fanno parte queste ricerche ha anche un sito dedicato:
Home (http://www.elettrotecnologie.enea.it/)

jumpjack
14-11-2012, 20:27
Non mi ricordo se l'ho già postato questo... cmq una batteria di DUE chili sul mio scooter non sarebbe male!
Batterie più capaci e a lunga durata, superata la tecnologia agli ioni di litio | Blog PcTuner: letture e aggiornamenti dal mondo Hi-tech (http://www.pctuner.net/blogwp/2009/11/batterie-piu-capaci-e-a-lunga-durata-superata-la-tecnologia-agli-ioni-di-litio/)

lucusta
17-11-2012, 19:21
ultimamente stavo studiando la chimica di una cella con sale litio-alluminio; promettente.

il litio, ossidato ad alta temperatura, ha una densita' energetica di circa 12KWh/Kg, ma conteggiando solo litio; una cella galvanica (sia essa di prima o seconda specie, ossia non ricaricabile o ricaricabile) e' in ambiente isolato, quindi con reagenti e prodotti isolati dall'esterno (se non si considerano le celle aperte tipo zinco-aria o alluminio-aria); se gia' solo metti nel conto l'ossigeno necessario (vabe' non e' tanto peso), e il prodotto finale (Li2O), diventa decisamente inferiore: 3.71KWh/Kg, e questo considerando dei prodotti e dei sottoprodotti decisamente leggeri, ne involucro ne altro (ed in una cella galvanica c'e' tanto altro).
quindi che loro dicono che possono arrivare a 1,8KWh/Kg... e' assai difficile riuscirci.
e' presumibile che la miglior batteria al litio-xxx non porta' mai superare i 600Wh/Kg di energia specifica.... valori piu' alti, su questa chimica, sono utopistici.
le batterie per autoveicoli elettrici devono arrivara ad una densita' energetica di 1KWh/Kg per superare quella di un litro di benzina (circa 13KWh/Kg, ma essendo un litro 0.72Kg e avendo un'auto un rendimento reale medio di circa il 10%, si arriva a circa 0,936KWh/litro senza contare il peso del serbatoio); a quel punto avere batterie o benzina non cambiera' praticamente nulla nell'uso comune di un autoveicolo.

una curiosita':
il nostro metabolismo ha un elevato rendimento e si fa' spurio un bel 10KWh per ogni chilo di grasso "bruciato".. le migliori pile siamo noi e le nostre manigle dell'amore! (il che indica che aivoja a correre per smaltire ciccia!)

jumpjack
17-11-2012, 19:53
sono depresso, oggi ho scoperto che nel 2006 sulla panda elettrica erano montate batterie ZEBRA da 125 Wh/kg.

lucusta
17-11-2012, 20:03
per questo anche prima (credo dal 1992, il primo esemplare EDIT: nel '90 con 250 esemplari)... solo che le zebra sono proprio ostiche...
costano
stanno a 300°C
sono di un unico tipo
e quel tipo pesa ed ha un solo voltaggio
sotto la panda si esauriscono in 6 anni (molti ci sono rimasti a piedi anche prima).

le zebra le distribuisce la fiamm, ora.

giocol62
19-11-2012, 15:29
Stavo guardando le celle A123 da 20 Ah che vendono sul sito della Ecopolis (http://www.ecopolis-italia.com/).
http://www.a123systems.com/Collateral/Images/English-US/AMP20.jpg (http://www.a123systems.com/prismatic-cell-amp20.htm)
Sono solo da 20Ah, purtroppo, ma forse facendo una combinazione di celle in serie e parallelo (per portarla al giusto voltaggio e ad un amperaggio maggiore) si potrebbe ottenere una batteria per un mezzo elettrico decisamente piccola.
O sbaglio?
Come detto sopra, anche se ho letto molto sono abbastanza ignorante in materia, e quindi a volte le sparo...

lucusta
19-11-2012, 17:41
capacita' specifica limitata, potenza specifica elevata, sono il difetto e il pregio di queste batterie.
a pari peso ottieni il 20-30% (o il 200% in piu', in rari casi) in piu' dalle altre "big cell" che si possono comunque permettere un buon margine di scarica, e non sei costretto a metterle in parallelo (cosa che si puo' fare, ma sempre meglio evitare per questioni di bilanciamento).
queste vanno bene per fare pacchi per bici elettriche (o robot automi), in quanto la loro elevata capacita' di scarica compensa ampiamente la minore capacita' per l'uso su una bici (la bici consuma comunque poco, quindi anche se il pacco non ha molta capacita' e comunque piccolo e leggero e ti da' anche 40Km di autonomia).
le A123 system sono usate nel formato piccolo su alcune moto elettriche da competizione (TXT o drugster elettrici), in quanto si possono ottenere grandi serie e quindi alti voltaggi.
il loro alto costo ne sconsiglia comunque l'uso su un mezzo elettrico di medie dimensioni.

in effetti il limite della mobilita' elettrica e' la carica specifica gravimentrica e volumetrica... quando fai un pacco da 60KWh, anche se scarichi a 1C soltanto hai gia' sufficente potenza per la maggior parte dei veicoli normali.

lucusta
19-11-2012, 18:02
http://www.americanvanadium.com/lithium-vanadium-batteries.php

jumpjack
19-11-2012, 18:11
Sono arrivate le batterie ai nanofosfati!!!

http://www.a123systems.com/Collateral/Images/English-US/images/lithium-ion-technology-EXT.png
Lithium Ion Battery Technology | Nanophosphate EXT | A123 (http://www.a123systems.com/lithium-ion-battery-technology.htm)

2000 cicli di carica al 100%!!!

Notare che il grafico si ferma a 93%, mentre il numero di cicli è usualmente definito come quello oltre il quale la capacità si riduce all'80%.

Chissà dove/come si comprano e quanto costano?!?

lucusta
19-11-2012, 18:16
ah.. c'e' anche la vecchia ma sempre buona pila a concentrazione (per impianti fissi).
accellerandola (ossia riscaldando la parte concentrata con solare termico o con gli stessi pannelli fotovoltaici), si puo' ottenere una buona corrente per uso back-up.
stesso discorso con la "pila marina", acqua e sale a diversa concentrazione a contatto con uno "spinello sacrificale" (si usano sulle barche per evitare la corrosione della salsedine).... a memoria ricordo circa 0.5V per evitare la corrosione come forza elettromotrice inversa, quindi e' presumibile riuscire ad arrivare a tale voltaggio.
sarebbero pero' per impianti belli grandi, se esistessero commercialmente (perche' non so' se vengono prodotti aggeggi del genere), ma anni fa' calcolai che con 1 metro cubo di acqua e sale e uno di acqua pura ci si poteva fare qualche KWh.

lucusta
19-11-2012, 18:33
Sono arrivate le batterie ai nanofosfati!!!
Chissà dove/come si comprano e quanto costano?!?
"...According to the testing performed to date at the Ohio State University's Center for Automotive Research (CAR) and the very low observed rate of aging, cells built with A123's Nanophosphate EXT are expected to be capable of retaining more than 90 percent of initial capacity after 2,000 full charge-discharge cycles at 45 degrees Celsius. CAR has also starting testing the cold temperature performance of Nanophosphate EXT, which A123 expects will deliver a 20 percent increase in power at temperatures as low as minus 30 degrees Celsius..."

batterie a 45°C e -30°C.. gli vogliono male!

comunque l'incremento di capacita' e' dato appunto dal fatto che le litio normali la temperatura la soffrono realmente tanto, perche' a -30°C l'acetonitrile che compone il liquido inerte al loro interno e' piu' vischioso (congela a -45°C), non e' dato perche' ne hanno di piu', ma solo perche' in quelle condizioni riescono a mantenerne di piu'.

e poi il confronto e' fatto con le AGM!

http://bioage.typepad.com/.a/6a00d8341c4fbe53ef017615559e7e970c-800wi


http://bioage.typepad.com/.a/6a00d8341c4fbe53ef016767607374970b-800wi
costano 2 volte e mezza una AGM, che a sua volta costa una volta e mezza una pb-gel di pari capacita'..
a spanne sono circa 5$ ad Ah.

"...The company said production of batteries based on the new technology will begin in the first of half of 2013.

It will initially make 20 ampere-hour prismatic cells with Nanophosphate EXT. It is also evaluating plans to offer the technology across all its cell products...."

una 20 Ah costerebbe sui 100$, contro i 25 di quelli odierni (e conta che le LYP sono a circa 1$ ad Ah, ma al solito nelle celle piccole che' piu' involucro).

"...A123 shares were trading at $1.23, up 18 percent, on Tuesday morning on the Nasdaq..." (e ce credo!)

JJ, si dovranno leggere attentamente i datasheet, perche' credo che abbiano ancor meno di quelle normali.

UbUb
23-11-2012, 16:01
A chi interessa (a me, per esempio, parecchio), segnalo questo studio ENEA :
http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/tecnologie-elettriche/rds-303-122-d-strategie-di-gestione-e-controllo.pdf
(http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/tecnologie-elettriche/rds-303-122-d-strategie-di-gestione-e-controllo.pdf)che mi sembra ben fatto.
Poi qualche considerazione. Le batterie VRB (Vanadio-Redox), come in genere tutte le batterie redox, sono ideali per grandi capacità e basse potenze : per dire, una batteria che eroghi una potenza di 3 kW ma con capacità di 100 kWh costa in proporzione 1; la stessa, per 200 kWh costerà più o meno 1.25. Invece, per 6 kW e 100 kWh costa più o meno 1.7.

lucusta
23-11-2012, 19:00
Grazie UbUb per la segnalazione;
comunque precisa che le vanadio-redox sono prettamente per impianti fissi, visto l'uso di 2 serbatoi con liquidi e la cella di reazione... di sistemi "portatili" non ne ho mai sentito nemmeno parlare, visto la bassa potenza che hanno, anche se hanno una "ricarica veloce" sostituendo i liquidi.
avevo letto tempo addietro le caratteristiche degli ultimi sistemi, e sono a mio avviso perfette per l'UpS fotovoltaico (avendo spazio).
non ho mai capito quanto costano, pero'...

dal pdf si intravere un 2500-3000$ al KW (credo che parlare di KWh su una VBR inneschi un sacco di chiacchere), e sono tanti, anche se durerebbero una vita.

UbUb
23-11-2012, 19:16
In effetti da me si sta pensando alle VRB proprio come peak shaving, pensando a un sistema 500 kW, 4 MWh, e un sistema Prudent costa più di 1 M EUR, quindi i tuoi numeri sono giusti. Abbiamo la tendenza a fidarci delle 100,000 ore di vita promesse. Devo dire che oggi forse l'anello debole di un sistema PV + accumulo è proprio il pannello PV : vetri sempre meno resistenti, policristallini dubbi, eccetera - d'altra parte, a 0,5 EUR/W, cosa ci si aspetta?

lucusta
24-11-2012, 10:17
la qualita' sciama, o meglio i prezzi si alzano, si...
c'e' da dire comunque che si mercato e' stato drogato dagli incentivi.
non che sia un male, anzi (e' una soluzione realmente funzionale, soprattutto per il prossimo futuro separare la produzione di energia elettrica a uso civile da quella ad uso industriale), ma la gente "non sensibilizzata" ancora non ha difficolta' a prendere una decisione, e di fregature ne danno parecchie.
ad uso civile basta un UPS da 20KWh e si e no da 5KW di potenza, e non sarebbe difficile farlo con una VRB, eliminando la necessita' di doppio scambio con il fornitore, che e' solo un impiccio burocratico.
con grandi numeri il prezzo arriverebbe a meno di 1000 euro al KW (ripeto che per le VBR parlare di capacita' e' sinonimo di dire fare i serbatoi piu' grandi... e' solo un problema d'ingombro);
avere un UPS consentirebbe alle persone di rimanere totalmente autonome, ed alla griglia di essere dimensionata solo per uso industriale e autotrasporto.
ad oggi pero' un UPS di tali capacita' e potenza ha un costo esagerato, ed una vita stimata che nel migliore dei casi arriverebbe a meno di 10 anni.

nella mia proiezione futura, comunque, i sistemi cambieranno: tra' 10 anni l'auto elettrica ad uso civile diverra' realta' (nel senso che chi comprera' un'auto eletrica nel 2020 probabilmente, quando la dovra' cambiare, trovera' sul mercato solo auto elettriche o quantomeno saranno economicamente piu' vantaggiose rispetto alle endotermiche (con quest'andazzo probabilmente solo per una questione di tassazione); la gente avra' minimo 2 auto elettriche a casa: una utilitaria, da usare tutti i giorni, ed una grande, da usare per gli spostamenti non cittadini, e questa puo' diventare un comodo UPS mobile, annoverando ben piu' di 50KWh di capacita' (e logicamente una potenza di tale ordine).

gia' oggi il sistema sarebbe bilanciato:
auto elettrica di grande autonomia, auto elettrica cittadina, impianto fotovoltaico di potenza (sui 20KWp) coadiuvato con un solare termico, hanno un costo vita paragonabile alla proiezione dei costi di una berlina endotermica, un utilitaria endotermica e i classici costi dei fornitori di energia... solo che bisogna anticipare oltre 100.000 euro sull'unghi, ed avere le condizioni logistiche giuste (abitazione con garage per l'auto grande da utilizzare anche come UPS e spazio per almeno un FV da 20KWp).

le VBR piccole ed a costo accettabile avrebbero solo anticitato questa cosa.

jumpjack
08-12-2012, 15:27
Una recente scoperta sembra rendere più vicine le batterie Litio-Silicio, che andrebbero a rimpiazzare le attuali Litio-Carbonio (tutte le Litio attuali hanno un elettrodo in carbonio):
Boosting lithium battery performance by adding crushed silicon | RC Heli Resource (http://www.rcheliresource.com/boosting-lithium-battery-performance-by-adding-crushed-silicon/)

Il problema è che l'elettrodo di silicio diventa 4 volte più grande durante la ricarica, e finisce per sbriciolarsi dopo pochi cicli...
Quindi stanno cercando sistemi per evitarlo, e questo sarebbe uno.

Sembra anche che un tipo (non so quale) di batteria litio-silicio sia di "imminente commercializzazione", anche se non necessariamente per le auto:
" Industry R&D in silicon-
based anodes is widespread, and the release of commercial products for portable
electronics seems imminent, although simultaneous achievement of high capacity and
sufficient cycle and calendar life for automotive applications remains to be demonstrated. "
Lo dicono in un rapporto dell'NPC dell'agosto di quest'anno (http://www.npc.org/FTF_Topic_papers/17-Advanced_Batteries.pdf) ( National Petroleum Council (?????) )

UbUb
09-12-2012, 19:08
Perfettamente d'accordo con Lucusta. Personalmente, sto lavorando su VRB da 15-25 kWh e 5 kW, convinto che la famiglia comune abbia bisogno di qualcosa del genere.

lucusta
09-12-2012, 22:17
ad oggi l'elettrodo piu' usato e' quello al "carbonio attivo" (carbonio come quello che si usa nei filtri), che ha un elevato rapporto superficie/volume (o peso), ma l'inconveniente maggiore e' dovuto al fatto che non ha queste caratteristiche solo superficialmente, e' tutto poroso.
per gli elettrodi viene "ricopmresso", ma comunque, anche se si riesce ad ottenerlo quasi puro, rimangono occlusi i gas.

il principio di un buon elettrodo e' quello appunto di ottenere un'elevata superficie di contatto pur rimanendo piccolo e leggero, ed il carbonio attivo e' per ora quello che e' economicamente piu' fattibile, in quanto un solo grammo puo' ottenere una superficie di un campo da pallone (e' anche per questa ragione che si usa nella purificazione/filtrazione); avere una buona conducibilita' elettrica, ed essere inerte rispetto alla chimica adottata nella cella; fatto sta' che non e' che sia il migliore conduttore elettrico.
altri tipi di elettrodi esistono, soprattutto oggi con l'avvento delle nanotecnologie, ma nella maggior parte dei casi sono costruzioni tecnologiche, e non hanno la stessa durata di quella del carbonio attivo.
grafene, nano tubi di carbonio, fullerene (tutti stati allontropici del carbonio, come grafite e diamante), sono quelli piu' sperimentati, ma a me convince poco tale tipo di applicazione.
altri cristalli possono essere di gran lunga piu' efficaci, soprattutto per quanto riguarda la resistenza.
confido anche io negli elettrodi al silicio, anche perche' la silice e' gia' ampiamente usata in molti altri campi in forma micrometrica (io la uso normalmente anche sotto i 2 micron selezionata, ossia con basso gap dimensionale), ed ottenerla di un ordine inferiore non e' difficile; e' inerte (se l'ambiente ha un pH non agli eccessi), ma... dev'essere per forza di cose drogata, perche' non conduce elettricita'.
di solito e' comunque facile drogarla o addizionarla. anche la silice in perle ha un rapporto superficie/volume(peso) molto proficuo, gia' in micron, figuriamoci se si fanno grani piu' piccoli.
per quanto riguarda la resistenza della struttura granulare della silice, io che la uso in colonnine impaccate con granulometria da 2 micron, le riessco a sparare anche a 400-600 bar di pressione per un monte ore superiore a 5000 (oltre va' fuori le nostre specifiche, ma l'applicazione e' diversa), quindi non credo che siano cosi' tenere da sgretolarsi facilmente... ma, come ho detto, sono applicazioni diverse, e la nostra e' pura silice, non addizionata se non superficialmente.

jumpjack
12-12-2012, 20:51
Sintonizzate i vostri feed su Envia Systems: dicono di avere pronta una batteria da 400 Wh/kg!!!
USA; We need more energy: Envia Systems’ 400 Wh/kg Li-ion cells (http://www.4evriders.org/2012/06/usa-we-need-more-energy-envia-systems-400-whkg-li-ion-cells/)
Persone coinvolte:
Kumar, Sinkula, Atul Kapadia.

jumpjack
12-12-2012, 20:56
Il prossimo Febbraio in California, conferenza sulle batterie che si preannuncia interessante (parleranno anche delle Envia Systems):
Session A3 - LLIBTA Symposium 2013 - AAB (http://www.advancedautobat.com/conferences/automotive-battery-conference-2013/lithium-ion-battery-technology/session-A3-beyond-lithium-ion.html)

lucusta
03-01-2013, 17:44
JJ, gironzolando ho trovato queste:
5-25C, 100Ah, 3.2V NEB Super Caps Hybrid Super Capacitor LiFePO4 Lithium Battery (http://electriccarpartscompany.com/5-25C-100Ah-32V-br-67L-26W-98H-in-br-170-66-249-mm-br-66-Lbs-3-Kg-br-NEB-Super-Caps-br-Hybrid-Super-Capacitor-br-LiFePO4-Lithium-Batteries-br-Model-neb-100-tall_p_253.html)
abcora non ho fatto ricerche approfondite, ma da una rapida lettura dei dati sono affascinanti.

jumpjack
03-01-2013, 18:00
5C???
5000 cicli??
Eccezionali!
Sul mio scooter ci dovrei mettere per esempio 5x20 5celle da 10Ah/3.2V/25$, per un prezzo totale di 2500$... Cribbio se è tanto! :-( 80 centesimi a Wh!
E peserebbero 32 kg invece che 20.. :-(
Altra seccatura è che sono in America... O non le spediscono, o la spedizione costa una fortuna.

Pero' sono interessanti.

lucusta
03-01-2013, 20:48
bhe', 5C ci arrivano anche le winston, anche a 20C, ma di picco (uno, due secondi), solo che queste sono ibride, ed avranno anche la parte capacitiva che aiuta (bisognerebe avere qualche grafico di scarica rapida per capire come).
essendo ibride, piu' piccole sono, piu' il peso della parte capacitiva si fa' sentire.. non ho capito la dicitura "tall" e "short", ma su quelle piccole da 10Ah la differenza e' parecchia.
poi perche' 20X5? con 20 da 100Ah non fai meglio? pesano 2,8Kg... e 5000$!!!
acc... che prezzi!

jumpjack
03-01-2013, 21:56
Mi servono 64V/50Ah, e queste sono celle da 3,2V.

lucusta
04-01-2013, 08:37
Si, intendevo dire perché mettere le 10Ah in parallelo quando ci sono le 50, le 60 e le 100Ah... perché, questione di spazio?

jumpjack
04-01-2013, 08:55
Solo per questioni di praticità, così posso sparpagliarle dove voglio e creare una batteria degli Ah che voglio. :-)

lucusta
14-03-2013, 15:11
4a generazione (tra 5 anni o 10? Battery500 IBM?):
Li-Aria, Li-Zolfo, Li-Si, Li-Sn? 500 Wh/kg
scooter: 5000Wh/10kg/80km/2000 cicli oppure 25000Wh/50kg/500km/2000 cicli ?
auto: 80.000 Wh/160kg/400km/2000 cicli

Hollow Carbon Nanofiber-Encapsulated Sulfur Cathodes for High Specific Capacity Rechargeable Lithium Batteries - Nano Letters (ACS Publications) (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl2027684)

in questo vecchio articolo si stimano 730Ah/Kg (a circa 1,7-1,8v di cella fanno 1,25KW/Kg), per "miseri" 150 cicli di carica/scarica a "soltanto" C/5.
ora, tralasciando il fatto che si parlera' di micro batterie in condizioni di prova standard, ma con un pacco di 40Kg, ossia 50KWh, di quelle batterie un mezzo come uno scooter arriverebbe a fare 1000Km a carica, che per i 150 cicli di vita utile si traducono in piu' di 100.000Km(!), e che con i suoi C/5 soddisferebbe anche i piu' esigenti, visto che rende disponibile una potenza di 10KW continui senza nessun problema (e sul mercato non ci sono tanti scooter elettrici che possano vantare tale potenza).
quindi a confronto delle LiYFePO4, che vantano scariche a 20C e mille mila cicli di ricarica, il dato che mi piace evidenziare e' che con un'adeguata capacita' quei parametri non hanno granche' valore (un pacco da 50KWh capace di scaricare 1000KW di potenza istantanea o che possa garantire quasi 2 milioni di Km non serve per una "normale" mobilita' cittadina).

jumpjack
28-03-2013, 09:33
Ecco a voi le B.E., Batterie Esagerate! :-)

LINK (http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl400001u)

Oltre 1000 cicli di carica a 190C (centonovanta!!!)
E probabilmente con densità di energia superiore a quelle tradizionali (pero' non trovo dati di Wh/kg nella ricerca).
Addio supercondensatori!

lucusta
28-03-2013, 13:35
cioe' in 20 secondi?!
e si, a livello di ultra condensatori, anche se questi ne fanno 500.000/1M di cicli.
comunque e' da vedere bene questa ricerca con i nastri di carbonio.

jumpjack
28-03-2013, 15:12
Sono già un paio di volte che sento "voci di corridoio" dire che stanno per arrivare sul mercato "batterie al litio eccezionali", ma nessuno mi ha saputo dire niente di preciso; quelle al vanadio mi sembrano ancora "giovani"... ma saranno mica invece quelle a ioni di litio a film sottile? La ricerca va avanti dal 1999 (http://www.ornl.gov/~webworks/cpr/pres/103316.pdf), ma questa pagina del 2010 della Excellatron (http://www.excellatron.com/advantage.htm) sembra essere promettente: scariche a 10C, oltre 1000 cicli, e un'assurda densità di energia tra 250 e 300 Wh/kg! (le LiFePo4 stanno sui 100, le LiPo sui 170). E sarebbero anche "intrinsecamente sicure" grazie all'elettrolita solido invece che liquido.
Come dire che il mio scooter potrebbe avere una batteria di una decina di kg (invece di 20) per fare 90 km.
Secondo questo grafico, poi, potrebbero arrivare fino a 400 Wh/kg:

http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0025540807003868-gr1.jpg

A proposito di Wh/Kg, quelle al vanadio, per le quali non ci sono dati in quella ricerca, vengono date per 220 mAh/g, contro i 170 mAh/g delle LiFePo4; visto che le LiFePo4 hanno circa 100Wh/kg, immagino che le LiV arriverebbero a 150 o giù di lì. Rispetto alle LITF (Li-Ion-Thin-Film) sembrano già vecchie! :-)

lucusta
29-03-2013, 00:05
dipende dal voltaggio di cella...
sapendo la chimica redox posso calcolarlo...(non ho capito se usano la solita ossidoriduzione del vanadile)
conta comunque che vanadio e litio hanno una elevata differenza di elettronegativita', quindi di delta V non sara' come quello delle litio, a 3-4V e percio' anche la capacita' specifica sarebbe simile.

le redox vanadio sono su 1,3-1,4V, ossia 2,5 volte meno di una litio con comuni sali.
il fatto e' che il litio e' un elemento leggerissimo, mentre il vanadio pesa almeno 7 volte di piu' (non contando che hanno riduzioni a valenze differenti).

jumpjack
19-04-2013, 23:00
Interessanti appuntamenti in vista:
Knowledge Foundation (http://www.knowledgefoundation.com/viewevents.php?event_id=289) (USA)
http://www.batteriesforthefuture2013.com/program.htm (ITALIA)

jumpjack
03-05-2013, 08:46
AABC Europe 2013
June 24 – 28, 2013
Palais des Congrès, Strasbourg, France
The fourth European Automotive Advanced Battery Conference. (http://www.advancedautobat.com/conferences/automotive-battery-conference-Europe-2013/index.html)

jumpjack
06-06-2013, 21:54
Solo teoria?
Solo per pochi?
Solo per ditte?
Boh, le hanno inventate a fine 2012 (però già se ne parlava nel 2012 (http://www.greenpatentblog.com/2010/04/23/electrovayas-superpolymer-is-ram-tough/), boh?), chissà quando saranno disponibili queste Electrovaya Superpolymer MN-HP da 200 Wh/kg?!!
Electrovaya Launches Next Generation Lithium Ion SuperPolymer(R) Cell & Battery Technology: MN-HP Series - Manufacturing Digital (http://www.manufacturingdigital.com/press_releases/electronic-components/electrovaya-launches-next-generation-lithium-ion-superpolymerr-cell-battery-technology-mn-hp-series)

jumpjack
08-06-2013, 18:52
https://batteryworkshop.msfc.nasa.gov/

Una ventina di presentazioni all'anno dal 2007 a oggi!

Ah, ma la Panasonic ha già in commercio superbatterie da 250 Wh/kg a 7 Euro/Wh!!
New 2X Panasonic 18650 3 6V 3100mAh Rechargeable Li ion Battery 2 NCR Batteries | eBay (http://www.ebay.com/itm/NEW-2X-Panasonic-18650-3-6V-3100mAh-Rechargeable-Li-ion-Battery-2-NCR-Batteries-/330634383068?_trksid=p4340.m185&_trkparms=algo%3DSIC.NPJS%26its%3DI%26itu%3DUA%26o tn%3D5%26pmod%3D350509094290%26ps%3D63%26clkid%3D4 737878586101385743)

Però il test della NASA del 2009 su quelle da 2,9Ah (236Wh/kg) non dà bei risultati per la durata: 50 cicli a 1C (pag.7)
https://batteryworkshop.msfc.nasa.gov/presentations/Perf_Safe_Test_Panasonic_Li-Ion_NCR_18650_Cells_JRead.pdf

jumpjack
13-06-2013, 21:48
Ho trovato le batterie da sogno :-)
6000 cicli con DoD 100% e cariche/scariche a 3C!!!
Sono le SCiB della Toshiba, e pare che siano montate sulla Citroen C-zero / peugeot i0n.
http://www.toshiba.com/ind/data/tag_files/SCiB_Brochure_5383.pdf

6000 cicli da 100km fa 600.000 km! :-)

Infatti pare che costino un botto.

lucusta
14-06-2013, 18:16
si, le conoscevo gia'; in formato cilindrico e piu' piccole sono montate sui portatili professionali della HP (o su pacchi a richiesta).
quelle prismatiche sono praticamente introvabili (ma sono ricerche di un paio d'anni fa').
dovrebbe essere tecnologia della Boston Power.

sono delle LiFePO4 a tecnologia nanometrica (usano un elettrodo al titanato di litio, in forma cristallina nanostrutturale).

stesso prodotto delle altairenano e appunto delle sonata di HP.

come vanno?
la loro caratteristica principale e' la "carica veloce" ad oltre 2C, ma sinceramente non saprei che dirti di durata o prestazioni... il prodotto piu' diffuso sono appunto i pacchi opzionali di HP; sarebbe da fare una ricerca sulle impressioni d'uso/problematiche.

la dimensione massima e' di 20Ah, come hai trovato, quindi, per avere degne prestazioni e non andare a voltaggi assurdi, si deve circuitare in parallelo, che non e' mai la miglior cosa nelle applicazioni ad alto assorbimento (sbilanciamenti e surriscaldamenti);
20Ah con tante celle significa una complicata circuitazione per il BMS...

jumpjack
01-07-2013, 17:50
In arrivo batterie da 1100 Wh/kg e 10.000 cicli con DoD 100%?
Auto elettriche: batterie al litio che durano 27 anni in arrivo - Auto - GreenStyle (http://www.greenstyle.it/batterie-al-litio-piu-efficienti-dalla-germania-41799.html)

Chi lo sa, bisognerebbe leggere la ricerca originale degli scienziati del “Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Wurttemberg” per capire quanto c'è di vero e di verosimile...

edit:
ops, 1100 WATT per kg,non wattora, scusate...
Comunicato stampa ufficiale:
http://www.zsw-bw.de/uploads/media/pi06-2013-ZSW-SpitzenwertLithiumbatterien_EN.pdf

Sige
02-07-2013, 23:28
Ciao in giro ho trovato queste: Batterie, dalla Germania la pila da 10.000 ricariche | canaleenergia.com (http://www.canaleenergia.com/batterie-dalla-germania-la-pila-da-10000-ricariche) che sembrano promettenti (da qualche parte ho letto pure che abbiano siglato un accordo con bmw e daimler). Poi, peró, resta sempre il sogno proibito : il grafene ! Home (http://www.directa-plus.com/) questo é il sito di un' azienda italiana che ci sta lavorando su. Sarei tentato di chiamarli per chiedere informazioni in merito alle batterie, ma essendo solo un appassionato e non un tecnico, temo di non essere in grado di apprezzare i dati che mi fornirebbero. Magari potreste farlo voi e tenerci aggiornati. Ciao

jumpjack
03-07-2013, 07:54
Finalmente celle a combustibile a prezzi umani?
UNIST (http://www.unist.ac.kr/board/view.sko?boardId=Notice&boardSid=5037&menuCd=AB07002001000&contentsSid=8297&orderBy=register_dt&startPage=1&searchType=&keyword=&searchStartDt=&searchEndDt=&dataSid=1844575)

Potrebbe essere: hanno scoperto/inventato un catalizzatore per celle a combustibile definito "economico e di facile produzione", mentre attualmente le celle a combustibile si basano sul platino.

Se non fosse per il problema dei costi, le fuel cell sarebbero la soluzione migliore per i mezzi elettrici, permettendo di immagazzinare molta più energia di una batteria.
Le stesse batterie litio-aria, o in generale metallo-aria, attualmente in studio, sono varianti particolari di celle a combustibile.

jumpjack
15-08-2013, 09:44
L'altro giorno al centro commerciale, scuriosando tra i cellulari, ne ho visto un paio con "batterie speciali" ad alta capacità.
Lì per lì non gli ho dato peso più di tanto... poi ieri mi sono messo a ripensare all'etichetta che ho letto... possibile ci fosse scritto davvero "SiO2"??? Vorrebbe dire batterie al litio-silicio! Quelle super-batterie teoriche da MILLE wh/kg?!?
Boh, mi pare strano, forse non era SiO2 ma qualcosaltro-O2, perchè al momento le batterie al silicio sono sotto forte ricerca; e, a tal proposito, ho trovato questa:
Hollow Porous SiO2 Nanocubes Towards High-performance Anodes for Lithium-ion Batteries : Scientific Reports : Nature Publishing Group (http://www.nature.com/srep/2013/130328/srep01568/full/srep01568.html)

Batterie a nanocubi cavi di silicio con capacità circa 10 volte superiori a quelle attuali! (se non ricordo male, le li-ion attuali non superano i 170 mAh/g, mentre queste batterie prodigiose, dopo un' "insensata" :-) capacità iniziale di 3000 mAh/g si assesterebbero, dopo 30 cicli, a "soli" 900 mAh/g, cioè "solo" 5 volte di più delle batterie al litio attuali)
Se ci vogliamo ridurre a 4 volte per considerare il livello-batteria anzichè il livello-cella, significherebbe comunque che una batteria da 10 kg conterrebbe 4 kWh.
Facendo i conti in km, attualmente l'autonomia di uno scooter si aggira sui 2 km per kg di batterie, quindi si passerebbe a 8 km/kg.
Chissà quanto costeranno, e quando arriveranno sul mercato...
Però è interessante pensare che se uno si compra oggi un'auto elettrica con batterie in comodato che verranno aggiornate man mano che usciranno nuove versioni (così dice Renault...), tra 10 anni potrebbe ritrovarsi, invece che con un'auto col 50% di autonomia di quella iniziale, con un'auto con il 400% dell'autonomia iniziale! :-)
Vita da pionieri, che fatica... ;-)

lucusta
15-08-2013, 16:05
lavorando nella chimica analitica ti posso dire che particelle in silicio da 2 micron non sono difficilissime e costossissime da ottenere; sono i riempimenti tipici delle colonne cromatografiche, che servono da impalcatura alla fase stazionaria (dipende dalla fase, ma generalmente delle molecole organiche con catena da 4 a 18 atomi di carbonio, le tipiche, o diversamente associate per cose particolari). la questione e' che il silicio, di per se, e' decisamente poco elettrocontuttivo. lo scopo e' puramente quello di massimizzare la superficie utile d'interfase degli elettrodi, ma essendo elettrodi devono offrire la minor resistenza elettrica, quindi essere dei buoni conduttori. ora, se non lo droghi, il silicio tradizionale e' decisamente poco conduttivo, cosi' come la silice (il suo ossido), ma ci sono 2 punti cruciali: in ambito nanometrico i materiali si possono comportare molto diversamente che in ambito macrometrico; avere un supporto ad enorme superficie e' comunque una gran cosa, avendo la possibilita' di renderlo conduttivo ed "aggrappante" per i sali interessati. da parte sua la silice e' un materiale massivamente studiato (sia in ambito elettronico che chimico), quindi la speranza che possa uscirne qualcosa di buono c'e'. ti ricordi la marca ed il modello di cellulare, cosi' da fare un'accurata ricerca sul caso?

jumpjack
15-08-2013, 17:03
macchè, non mi ricordo... Mi ricordo solo che l'ho visto al Saturn del centro commerciale di RomaEst... ma non mi va di riandarci, con questo caldo! :-)

peppel
16-08-2013, 10:18
Potrebbe essere qualcosa una tecnologia simile?

Cellulari, in arrivo batterie piu' efficienti (http://www.ecoseven.net/energia/news-energia/cellulari-in-arrivo-batterie-piu-efficienti)

jumpjack
16-08-2013, 14:30
Non ho resistito alla curiosità e sono tornato al centro commerciale. :-)
Son batterie targate "SiO+" su cellulari LG, ma la LG stessa "vanta" appena un 6% in più di capacità (http://www.lgblog.co.uk/2012/07/lg-optimus-4xhd-battery-power/)!

Interessante però il tuo link.

edit:
dettagli in post recentissimo (ma le batterie SiO+ LG sono uscite a ottobre 2012): http://www.slashgear.com/lg-g2-battery-detailed-stepped-for-maximized-energy-and-space-07292975/
610 Wh/Litro (contro i 220 del LiFePO4); i Wh/kg non li trovo...
La spiegazione nella figura mi sembre un po' bambinesca... ma forse le "palline" più piccole sarebbero nanoparticelle, chissà...



Spiegazione un po' più seria:
http://batt.lbl.gov/research-tasks/in-situ-sem-seeing-battery-cycling-in-action/


edit2:
Mi sono imbattuto nelle batterie al magnesio per sistemi di rete:
http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/11/fem/presentations/New%20High%20Energy_Alman.pdf

Anodo in Magnesio, Catodo in Magnesio, Manganese e Silicio, densità di 500 Wh/kg!
Ciclabilità tra 0.2 e 2 V!!
Però il pdf parla anche di 200 e 2000 Ah/kg, non è che abbia capito molto...

Ed ecco anche le batterie al solfato di litio invece del classico solfato di piombo delle batterie al piombo, che raggiungerebbero i 450 Wh/kg e sarebbero pure economiche! E pure con "ottima ciclabilità" (ma senza numeri precisi... ma quest'altra ricerc (http://www.citeulike.org/article/8676672)a parla di nessuna diminuzione di capacità dopo 200 cicli a 4.5C)
http://www.nature.com/srep/2013/130307/srep01401/full/srep01401.html

lucusta
16-08-2013, 22:29
Le pile a complessi di alluminio con Mn e Mg sono interessanti, ma credo che pur essendo un'amalgama e funzionanti a temperatura ambiente siano un tantino difficili da gestire.
Il disperdente è tetraidrofurano, un composto chimico decisamente poco simpatico:
etere cilico altamente volatile ed infiammabile, oltre che irritante, può creare perossidi (composti altamente esplosivi) se non stabilizzato.
Altamente tossico per la flora e fauna acquatica...
Insomma, io in lab lo ho, ma lo maneggio con e dovute attenzioni ( su certe cose è na vera rogna).
Per quanto riguarda la capacità gravimetrica specifica dipende dal complesso usato (da 2 a 17 atomi di alluminio e poomeno la metà di Mn), ma credo che sia quella teorica, ossia solo dell'amalgama... spuia credo sia sui 200 wh/kg.

Quella con sali di litio in dispersione acquosa me la devo studiare...

Perché non usano un disperdente in macromolecole fluoro sostituite! I polimeri tetra fluoro sostituiti sono l'ideale per queste applicazioni, altro che THF o ACN!

jumpjack
25-08-2013, 13:37
Dal 30 settembre al 2 ottobre si terrà a Stoccarda la fiera internazionale delle tecnologie per batterie e accumulatori Battery+Storage 2013.

Fonte: A Stoccarda si parla di batterie (http://www.elettronicanews.it/articoli/0,1254,40_ART_9034,00.html)

jumpjack
27-08-2013, 14:56
Batteria a ricarica liquida a 100$/kWH?
New rechargeable flow battery enables cheaper, large-scale energy storage - MIT News Office (http://web.mit.edu/newsoffice/2013/rechargeable-flow-battery-enables-cheaper-large-scale-energy-storage-0816.html)

Non si capisce però che densità di energia abbiano.

lucusta
27-08-2013, 22:03
Io credo che ci sia ancora molto da studiare sulle celle standard, e non solo per la chimica.
Bastano qualche atomo qua e là in una lega per conferirgli car. teristiche innovative, e nelle batterie lo abbiamo visto con il calcio e l'argento nelle vecchie Pb, chimica straconosciuta; non di meno nel fattore forma, non solo nelle nanostrutture, ma anche in forme e concezioni certo non eccezionali;
Avendo dovuto sostituire in questi giorni la batteria di primo equipaggiamento di una mia auto, che si è tirata 8 anni, ne ho presa una di buona qualità, ma girettando ho visto le nuove AMG optima, a cella cilindrica.
È sempre piombo e acido solfrico, ma l'aggiunta di qualche atomo, un pò di vetro ed una forma diversa hanno fatto progredire la vecchia tecnologia a livelli realmente strabilianti, livelli economici effettivamente risibili, se non fosse per l'esclusività del prodotto.
Per me la ricerca si stà spingendo su cose esotiche, quando le vecchie ancora possono dare ottimi risultati... basta studiarle in modo diverso...

PS
ho tentato di resuscitare la vecchia batteria che segnava meno di 6v, ed il C3 me la ricaricava come una da 6v, ma purtroppo una cella dev'essersi del tutto solfatata, in quanto appena messa sotto carico ha buttato la batteria a 10.5v....
Non sò se aprirla per sperimentare o riconsegnarla al consorzio....

jumpjack
11-09-2013, 10:19
La Valence produce le costosissime batterie al litio-ferro-magnesio del defunto scooter Oxygen Lepton.
A quanto pare ora vendono non più solo batterie, ma anche celle sfuse, in formato 18650 e 26650. Non so DOVE le vendano e a quanto, ma in home page c'è scritto che le vendono...

I datasheet:
http://www.valence.com/sites/default/files/18650_cell_datasheet_may_2013.pdf
http://www.valence.com/sites/default/files/26650_datasheet_april_2013.pdf

Riepilogo:

18650:
110 Wh/kg, 260 Wh/litro, scarica continua 2C, impulsiva 5C, ricarica consigliata 0,5C, cicli a 0,5C/100%DoD: 7000!!! :spettacolo: Settemila!!!

26650:
101 Wh/kg , 227 Wh/litro, scarica continua 10C (??? dieci?), impulsiva 40C, ricarica consigliata 1C, cicli a 4C/100%DoD: non si sa, ma di sicuro più di 1000.

Fino a qualche mese fa le batterie da 12 V costavano uno sproposito, ora non so.


Ulteriori grafici:
Technical Paper - Phosphate-Cathode-Based Lithium-Ion Batteries in Large-Format Applications - PowerPulse.Net (http://www.powerpulse.net/techPaper.php?paperID=126&print)

Resistenza alle basse temperature:
http://www.powerpulse.net/archive/image/aa_092705a_fig2.png

Invece il modulo da 12V:
http://www.valence.com/sites/default/files/power_cell_module_jun_2013.pdf

62 Wh/kg (??), scarica continua 6C, impulsiva 17C, ricarica 1C, serializzabili fino a 400 volt, cicli ignoti.

Scopro solo ora che nell'estate scorsa (2012) la Valence ha fatto bancarotta (http://www.valence.com/reorganization)!
La Valence fabbrica(va) le portentose & costosissime batterie litio-ferro-magnesio dello scooter Lepton dell'anch'essa defunta Oxygen! E' una vera epidemia!

Però sul sito Valence dicono che sono ancora in attività, e ora vendono anche celle sfuse.

nll
12-09-2013, 06:18
Non conosco il caso particolare (non è il mio campo), ma in genere una ditta che fallisce può essere acquistata dal fallimento e il nuovo acquirente può decidere di tornare a produrre con lo stesso marchio, se ha acquistato anche quello e se lo ritiene opportuno.

Se giudichi che la qualità del prodotto abbia meritato, mi auguro che il nuovo titolare possa avere mantenuto l'occupazione che aveva garantito tale qualità, magari riuscendo anche a contenerne il costo.

jumpjack
16-10-2013, 12:14
Ho scopero che il Fraunhofer Institute tedesco sta lavorando al progetto "LIB15", che prevede di sviluppare da qui al 2020 nuove potenti batterie al litio seguendo le strade più diverse.

Il programma per i prossimi anni:
Fraunhofer ISI - LIB 2015-Roadmapping (http://www.isi.fraunhofer.de/isi-en/t/projekte/at-lib-2015-roadmapping.php)

L'elenco dei gruppi di lavoro collegati, tradotti da Google da una pagina solo in tedesco.
Gruppi di lavoro del progetto “LIB15”, per lo sviluppo di nuove e più capaci batterie al litio da qui al 2015 e oltre

BatMan
The consortium "BatMan" (battery management for mobile lithium-ion energy storage) deals with the exploration, development and integration of a novel, scalable and modular battery management system (BMS) for EV and LEV applications apart (EV = electric vehicles, LEV = light electric vehicles).
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D2&usg=ALkJrhhh8kCH4HjFWOXdP5sYZnAMiJ3cow)

Li redox
The goal of the joint project "Li redox" is to improve the overcharge protection of lithium-ion batteries.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D4&usg=ALkJrhgRXNYid0IOpAOqAHd-1uaVtCL8Zw)

LEVER
The aim of the BMBF project "high-energy battery with improved electrolyte separator assembly (ARM)" is the optimization of the composite ceramic separator / electrolyte.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D5&usg=ALkJrhiLHXJjX7vcrOqsI1e8iP-6sDFrrg)

HE-Lion
The "HE-Lion" (high-energy lithium-ion batteries) aims novel Li batteries with high energy density (> 300 Wh / kg) to develop, further characterized by high reliability, long life and good environmental compatibility.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D6&usg=ALkJrhh2fhUZf6-5JdoSo2Hc7ZOu8s8Ciw)

LESSY
The project "LESSY" (lithium electricity storage system) has to prove the goal, the technical and economic feasibility of large-scale stationary electricity storage based on lithium-ion technology - the concrete example of the application of primary control power supply.
Read more
(http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D7&usg=ALkJrhhvIcwvXh_kFmJTUfYom8n03XvPdg)

Hyliš
The project "Hyliš" (hybridization of lithium batteries in stationary applications with fluctuating operating) aims to integrate lithium-ion batteries in the application field of stationary grid systems.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D8&usg=ALkJrhh0LjIbOaR18ylvG-fJNTmY_pAgIQ)

LI Mobility
The aim of the project LI Mobility is developing a battery management system (BMS) for lithium-ion batteries.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D9&usg=ALkJrhjfSmJrg948u1HrILVqKXgGVHOEMA)

Roadmapping ISI
The Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research (Fraunhofer ISI) accompanied the partners of the Innovation Alliance LIB2015 with a roadmapping process.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D10&usg=ALkJrhi92HUHTiyvDnlLiCLc7q0OA9LlKg)

LIB OFF-Road
The "use of lithium-ion batteries in off-road utility vehicles for effectiveness and self-sufficiency increase (LIB OFF-Road)" is working on the development, optimization and standard Applizierung of large lithium-ion batteries in agricultural and other off- Road goods vehicles.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D11&usg=ALkJrhgBNFMRsJti7iNLAbWclFaM0Z3yrA)

SLIB
The LIB technology is characterized by high energy density, long life and light weight. Worldwide, this technique is currently used in the field of consumer electronics and Bürokommunkation. It represents today in Germany is a key technology for applications in mobile and stationary use dar. in Germany currently is no mass production of LIBs for automotive or stationary applications held, first Vorserienfertigungen because of the great potential for development are under construction.
A great market potential exists for hybrid cars (hybrid electric vehicles, HEVs) and electric vehicles (electric vehicles, EVs). As a key component for these vehicles, the energy storage is to be regarded, for the ground to the required high energy and power densities of the Li battery technology offers.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D13&usg=ALkJrhhVRDL4FWpd_3Ro88Za5AT5BpmB7g)

LIB-NANO
The project LIB NANO is manufacturing a lithium-ion battery cell based on novel composite materials made of nanoparticles.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D15&usg=ALkJrhhNbhVskBtSDQZd_J8F1rjGmt7LhQ)

KoLiWin
In KoLiWIn new battery components to be developed - nanostructured cathode, anode and polymer electrolytes - and be coordinated so that it powerful, fast and safe battery cells can be built.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D16&usg=ALkJrhhXo-_bOgzAHjX_UPx0Y8LK7fEjPw)

LiVe
The project LiVe (lithium battery composite structures) are concerned with the production team of scientists and targeted nanostructuring of electrode structures for high performance lithium batteries
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D17&usg=ALkJrhhICf1P_A9dBdZrq6aO4UM9mR4q5A)

LiFive
Five-volt lithium-ion cells with high durability at high discharge for plug-in hybrid and electric vehicles
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D18&usg=ALkJrhi2S8haU1LFXjQvXPw76FT2Cfnjzw)

Group of junior researchers nanoscale and interface effects in new oxide battery materials
The improved understanding of the structural and electronic properties as well as the detailed knowledge of the chemistry and physics of the interfaces are fundamental for the optimization of the energy storage and the safe use of Li-oxides in high energy storage.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D20&usg=ALkJrhjXnwy4WS0nQ-2KKRm2pfPcHwG_BA)

BMBF Research Group New Lithium Gelpolymerelektrolyte based on newly synthesized homopolymers and block copolymers
The research group focuses on the development of new polymer systems for the production of gel polymer with high conductivity and mechanical stability to increase the safety and reliability of rechargeable lithium and lithium-ion batteries. Two different strategies are pursued.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D21&usg=ALkJrhiEJiJYX71qoFCjNJxya5EKImRzFQ)

CURRENT: AlkaSuSi
The aim of the joint project "AlkaSuSi-alkali metal sulfur and silicon," is the production of a 400 Wh / kg demonstrator with sulfur cathode and anode of silicon.
Read more (http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=it&rurl=translate.google.it&sl=de&tl=en&u=http://www.lib2015.de/projekte_detail.php%3Fprojekt%3D24&usg=ALkJrhhG-Tcvc8fwlZDpwmCqvEwXjs1hXQ)

experimentator
17-10-2013, 07:22
Ho già espresso in altra sede la mia opinione sulle batterie al Litio.
Le batterie al litio sono quelle che al momento attuale consentono le migliori performance in termini di leggerezza e densità di carica per kg. Molto utilizzate in tutti i settori , dalla telefonia ai laptop alle auto elettriche.
Il problema è uno solo , che nonostante i suoi pregi il litio essendo un elemento raro , non sarà mai in grado in futuro di potere alimentare tutte le auto elettriche esistenti in commercio, oltre all'alto costo del litio perchè raro e di difficile estrazione.
Le maggiori miniere di litio che io sappia si trovano in Cile e sono già monopolio di alcune società.

jumpjack
17-10-2013, 10:44
Sì, il litio sarà il nuovo petrolio, ma questo è un altro paio di maniche.
Tanto, non succederà prima del 2040... e per allora magari si sarà trovato anche un modo decente per stoccare a bordo l'idrogeno senza pericoli e produrlo tramite pannelli solari ad altissima efficienza, e a quel punto voglio vedere chi metterà il monopolio sull'acqua di mare e sul sole, tiè! :-p
:-)

umbi
17-10-2013, 12:46
Non occorre mettere il monopolio .... basta che ti tassino un tanto al kM .... e il gioco è fatto ! O pensi che rinuncino all'€ e oltre che guadagnano per ogni litro di benzina ?

jumpjack
17-10-2013, 15:51
basta che ti tassino un tanto al kM .... e il gioco è fatto ! O pensi che rinuncino all'€ e oltre che guadagnano per ogni litro di benzina ?

Invece penso che metteranno un "Conto Energia chilometrico" invece che solare, se davvero vogliono raggiungere i limiti di CO2 che si sono prefissati per il 2020 (95 g/km). Il Conto Energia per i pannelli solari non serve più a niente, i pannelli ormai costano quattro soldi (0,50 euro a W invece di 6,00 euro di quando uscì il conto energia).

Se inziassero a regalare soldi per ogni km percorso senza benzina invece che per ogni kWh prodotto, ci sarebbe anche nella mobilità elettrica l'inimmaginabile boom che ci fu per il solare, e che costrinse il governo a rimettere mano ai vari conti energia ogni 6 mesi invece che ogni 6 anni come invece avevano previsto! :spettacolo:

Darwin
17-10-2013, 18:05
, se davvero vogliono raggiungere i limiti di CO2 che si sono prefissati per il 2020 (95 g/km).
I crucchi che di auto ne fanno tante e grosse hanno già risolto il problema i 95gr/km si raggiungeranno nel 2040. Credo che abbiano investito molto meno che per i progressi sulle batterie (la famiglia propietaria di BMW ha finanziato la Merkel con 160000€, noccioline per loro)

jumpjack
17-10-2013, 20:26
Ho trovato una lista di 50 progetti di ricerca su batterie e mezzi elettrici finanziati dalla UE, la metà sono in carico alla Germania.
ECJ - Screen 1 (http://iet.jrc.ec.europa.eu/ev-radar/screen1.php)

bwana
17-10-2013, 21:05
Non dimentichiamo che il litio, volendo, e` presente nell'acqua di mare... Sul mio vecchio manuale di chimica e`scritto che il tabacco, i ranuncoli ed il sambuco concentrano il litio nelle loro piante... Citando i Pitura Freska, qualche campo de " tabaco, pomodori e...m***na"?:rolleyes:

jumpjack
25-10-2013, 08:24
Cercate info sulle batterie NMC-PIL ( Li(NiMnCo)O2/Polymer Ionic Liquid), prodotte dalla SolidEnergy in associazione con la A123, c'è da sbavare! ;-)

bwana
25-10-2013, 20:22
... Effettivamente...!!
Grazie della dritta, bisognera` studiarsele un po' e poi magari investigare quanti litri del nostro sangue (gocce non credo proprio... ;-)) dovremo versare per possedere e godere di tali meraviglie...
Certo che, se le durate e le rese sono quelle che ho appena letto "obliquamente", la cosa e` PARECCHIO risolutiva per tutta la gamma di prodotti "fai da te"...

jumpjack
09-11-2013, 15:00
Novità dal "merit 2013" (qualunque cosa sia...):
- A maggio 2013 la Amprius commercializza (http://techland.time.com/2013/05/23/amprius-begins-shipping-a-better-smartphone-battery/)le prime batterie litio-silicio (http://www4.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/resources/merit-review/sites/default/files/es126_stefan_2013_p.pdf); per il momento a silicio compatto, con 25% di capacità in più delle litio attuali, ma soli 150-250 cicli, entro fine anno vorrebbero immettere sul mercato quelle a nanofili di silicio, con 800-1000 cicli. Per confronto, questi erano i loro piani nel 2012 (http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2012/energy_storage/es126_stefan_2012_p.pdf). Si potrebbe quindi ipotizzare che queste nuove batterie entreranno in commercio a maggio 2014.
-Maggio 2012: la Envia sperimenta le sue batterie High Capacity Manganese Rich (HCMR) (http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2012/energy_storage/es137_lopez_2012_p.pdf) da oltre 200 Wh/kg e 600-800 cicli.
- Maggio 2012: LG e NanoSys studiano le batterie SiNANOde (http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2012/energy_storage/es130_zhu_2012_p.pdf) da 350 Wh/kg e 800 cicli. Al momento (http://www4.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/resources/merit-review/sites/default/files/es130_zhu_2013_p.pdf) sono riusciti a ottenere 260 Wh/kg e 1000 cicli (SiNANOde/NCA).

lucusta
11-11-2013, 21:47
in parti per milione.
per farne 1 kg ( con un rendimento di resa e purificazione 100%) dovresti lavorare una tonnellata di materiale.
in una 40Ah c'e' circa 400-500g di litio...

a dirla tutta una batteria fatta cosi' ti costerebbe quanto un pacco intero da 20KWh con litio minerario.

sinceramente, non conviene con l'uranio (contenuto in molte piu' sostanze), che costa diverse centinaia di euro al grammo, credo che convenga molto meno con il litio.

jumpjack
13-11-2013, 10:55
Le batterie a nanoparticelle di titanato di litio - nLTO per gli amici - inventate dalla Altairnano (http://www.altairnano.com/)potrebbero raggiungere i 12.000 (dodicimila) cicli di ricarica. La Altairnano si è consociata (http://www.marketwired.com/press-release/altairnano-signs-agreement-with-tauron-dystrybucja-sa-on-joint-energy-storage-systems-nasdaq-alti-1807043.htm)a giugno 2013 con la polacca TAURON Dystrybucja S.A. (http://www.tauron-dystrybucja.pl).

Il datasheet (http://www.b2i.cc/Document/546/50Ah_Datasheet-012209.pdf) di una cella nLTO da 50 Ah mostra dati pazzeschi:
Capacità di 50Ah anche a 5C.
Capacità del 95% dopo 4000 cicli di carica/scarica a 2C, per un totale di 12000 cicli con DoD del 100%

In confronto a queste batterie, qualunque altra batteria sembra un giocattolo.

L'unico svantaggio è la densità energetica, praticamente pari a quella delle vecchie NiMH: 72 Wh/kg (probabilmente per via della tensione nominale molto bassa, 2,3 V).

Chissà che prezzo riusciranno a fargli avere, e se riusciranno a migliorare la densità di energia.

Con 72 Wh/kg per avere 50 km di autonomia minima garantita per sempre servirebbero 28 kg di batterie su uno scooterino "50cc" (40 Wh/km) e 42 kg su uno scooterone (60 Wh/km); il peso massimo ammissibile per una batteria estraibile è di 10 kg (di più diventerebbe troppo faticoso portarsela in giro, anche per pochi metri), 20 kg se suddivisa in due pacchi (uno per mano); una "batteria nLTO eterna" da 20 kg garantirebbe 35 km e 23 km di autonomia sui suddetti scooter.

Test della NASA del 2011 sulle batterie Panasonic da 250 Wh/kg:
http://research.jsc.nasa.gov/BiennialResearchReport/2011/99-2011-Biennial.pdf

Risultati: per carica a C/5 e scarica a C/5, C/2 e C, la capacità disponibile dopo 200 cicli è del 90%.
Invece scaricando a C e ricaricando a C, la capacità dopo 200 cicli si dimezza.

Capacità dopo 200 cicli per carica a C/5, scarica a:
C/10: 96%
C/5: 92%
C/2: 93%
C: 88%

Carica/Scarica a 1C: 42%

==========

Ecco invece le "batterie del passato": mi sono imbattuto in qualche altro documento NASA a proposito dei rover marziani Spirit e Opportunity, documenti sia di progetto (prima del lancio) che di rapporto sullo stato delle batterie.
Erano progettate per durare almeno 90 giorni o 300 cicli profondi... e stanno funzionando da 3600 giorni!!! Solo su Opportunity, perchè Spirit poverino è "affogato" nelle sabbie mobili marziane... Però dalle telemetrie è risultato che le batterie vengono scaricate al massimo per il 50%.

Le batterie sono state profotte dalla Yardney Technical Products (Lithion), Pawcatuck, CT (USA).
Sono pacchi da 8Ah nominali.

Il rapporto NASA (http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/39793/1/06-1597.pdf) dice:

The cells contained MCMB graphite coated over
copper as anode and lithiated nickel cobalt oxide coated over aluminum as
the cathode. The electrolyte employed was the first-generation low
temperature electrolyte developed at JPL, which contains 1 M LiPF6
dissolved in equi-proportion ternary mixture of ethylene carbonate,
dimethyl carbonate and diethyl carbonate. This chemistry showed
impressive performance characteristics for Lander/Rover applications,
including excellent calendar and cycle life, much more than required by the
rover missions, and also a wide operating temperature range of –30 to
+40°C. Cells and batteries containing this electrolyte have shown
impressive performance in Mars lander simulation tests in our laboratory.
as well as planetary orbital or Low Earth satellite applications.

Anodo in grafite MCMB placcata su rame.
Catodo in ossido litiato di nichel e cobalto su alluminio.
L'elettrolita non riesco nemmeno a leggerlo... ;-)

Tensioni di stato di carica:
50%: 3,85V
80%: 3,95V
100%: 4,15V
100+%: 4,20V

Il rapporto linkato risale al 2006, all'epoca contavano di poter far durare la missione BEN tre anni o più. :-)

Ho scritto una mail alla Yardney chiedendo se mi vendono qualche cella. :-)

lucusta
16-11-2013, 08:55
72wh/Kg al 95% DOD per 4000 cicli non sono male, jj.
le lifepo4 per autotrazione (tipo le wiston o le calb) hanno 100wh/kg, ma per fare 4000 cicli le dovresti usare a DOD inferiore al 75% (e di molto inferiore), e comunque a scariche nominali non superiori a 1C.
quindi non mi sembrano malaccio una 70ina di wh/kg a 2C.
possimo dire che ottengono un risultato analogo, e per una tecnologia appena nata non e' male (comunque vorrei vedere le curve a 2C).

per i dati nasa, indicano anche il fattore forma?
perche' se fatti su una cella grande come un bottone e' un conto, come diverso e' se fatti con una cella grande come un armadio.
purtroppo le celle non sono composte solo da materiale attivo, ma anche dal resto, che pesa ed ha le sue prestazioni tecniche (e quelle sono in AGM, e la vetroresina non e' leggerissima), e c'e' anche da dire che il comportamento e' ben diverso se scalate in dimensioni: una cella grande come un bottone puo' avere un substato in micron, in una grande come un'armadio sarebbe difficile ottenerlo... si romperebbe sotto al proprio stesso peso.

questo porta a dire che una cella, di qualsiasi tecnologia sia, dev'essere confrontata con se stessa o con celle analoghe per dimensione, peso e prestazioni.

sinceramente ho visto tanti studi sulle pile che promettevano bene nei laboratori, quando erano a dimensione francobollo, ma che deludevano quando erano in dimensioni utilizzabili per l'autotrazione (vedi, ad esempio, le celle primarie aria-alluminio, rimaste a dimensioni di pile a bottone... anche le classiche Pb hanno ottime prestazioni in dimensioni cosi' ridotte).

jumpjack
20-11-2013, 10:57
Non pensavo che batterie al piombo avrebbero mai trovato posto in un thread sulle batterie del futuro, eppure...

Ho trovato questo strano sito polacco, Akumulator żelowy, echosonda, ładowarki impulsowe, silniki elektryczne do łodzi, pontony wędkarskie - Sklep internetowy Sonar (http://www.sonarsklep.pl)
"Strano" perchè ha batterie di tantissimi tipi diversi... tra cui anche strane batterie al piombo ad alte prestazioni, come queste:
Akumulator Deep Cycle Elecsol 70 Ah - Akumulatory węglowe - Akumulatory - Sklep internetowy Sonar (http://www.sonarsklep.pl/akumulator-deep-cycle-elecsol-70-ah-p-346.html)

Ho cercato Elecsol Battery su google... ed ecco un datasheet:
http://www.tayna.co.uk/product-detail/ElecsolAGMBrochure.pdf

Una batteria da 12V/105Ah pesa 24 kg: significa 52 Wh/kg!!! Per il piombo in genere siamo sui 35, arriviamo a 40 per ottime batterie, ma 52 è molto vicino ai 60 delle NiMH!!
E non è tutto:
autoscarica 1,70% al MESE (invece che 1% alla settimana)
1500 (millecinquecento) cicli di scarica all'80%!! Quanto una batteria LiFePO4!!!
Con una "piccola" differenza: queste costano 18 centesimi a wattora invece dei 60-70 del litio!!!
E' però vero che rispetto al LiFePO4 pesano il doppio.

Praticamente aggiungendo carbonio agli elettrodi hanno pressochè eliminato il problema della solfatazione: queste batterie sono garantite 7 anni!!!

serman
20-11-2013, 15:45
Sulla carta si scrivono tante cose specialmente nei paesi dell'Est da cui provengono molte bufale. Hanno qualche certificazione di enti tecnici seri ?

carest
20-11-2013, 22:23
Bhè, di rivenditori ne hanno in tutto il mondo, a giudicare dal dépliant. Queste batterie sembrano però fatte più che altro per l'accumulo stazionario. Molti installatori attualmente lo propongono insieme agli impianti FV.

Grazie jumpjack per il grosso lavoro di "ricerca" che stai facendo.
Grazie anche a locusta per le competenze che condivide.

jumpjack
21-11-2013, 07:50
In effetti partono da tagli molto grandi, minimo 70Ah, quindi su uno scooter sono poco pratiche, ms potrebbero andar bene su minicar di poche pretese (visto che comunque il piombo non permette grandi prestazioni).
Però su alcuni forum parlano molto male della ditta, boh?

lucusta
21-11-2013, 21:19
batterie VRLA AGM; sono le nuove batterie delle auto start&stop, capaci di grandi scariche ed elevati cicli, resistenti alle vibrazioni (grazie all'elettrolita absorbito nel panno di vetroresina);
queste sostituiscono la fibra di vetro (non leggerissima) con fibra di carbonio (che invece e' leggerissima), che ha oltretutto la qualita' di poter essere filata in filamenti di dimensioni ancora piu' piccoli, mantenendo la stessa resistenza.
di per se il carbonio, in questo caso, e' usato solo per la sua leggerezza, essendo in pratica inerte quando resinato...

le classiche VRLA AGM hanno una 40ina di Wh/Kg come capacita' specifica; con il carbonio, su grandi celle in cui la vetroresina detta il suo peso, hanno probabilmente ridotto questo di un 10-20% del peso totale, da cui l'aumento della capacita' specifica; le S6 002 (0 092 S60 020) bosch da 95Ah per 20 ore (che hanno amalgame "rinforzate" con argento e calcio, oltre che la vetroresina) pesano 26.4Kg, ottenendo un 43.3Wh/Kg; con il 20% in piu' diventa circa 52wh/Kg... (al modico prezzo di 250-270 euro).

a mio parere, se usano delle buone piastre, i dati sono veritieri quanto quelli di bosch, che di solito non dicono bufale.... ma sono comunque a 0.05C, praticamente un'inezia nel campo per l'autotrazione.

jumpjack
22-11-2013, 08:46
Che c'entra, tutte le batterie al piombo sono targate a 0.05C, quindi se i dati di targa di una batteria sono migliori di un'altra a 0.05 C, presumibilmente lo sono anche ad altri livelli di C; in generale basta considerare il 60% dei dati di targa per avere la capacità a 1C.

lucusta
24-11-2013, 10:57
si jj, ma comunque hanno gli stessi limiti di tutte le batterie al piombo: le loro prestazioni cambiano, e sensibilmente, a seconda del livello di carica: una "piombo" puo' darti 100A costanti al 100% della carica, ma man mano che la carica scende cala anche la possibilita' di erogare ampere; al 50% della carica difficile che riesca ancora a fornirti 100A.
questo effetto non si ha su celle senza elettrolita, dove generalmente la possibilita' di erogare ampere rimane quasi costante per quasi tutta la capacita' utile.
in pratica le AGM aggiungono 3 fattori migliorativi alle piombo:
resistenza alle vibrazioni;
un leggero miglioramento in capacita' specifica gravimetrica (un buon miglioramento in quella specifica volumetrica, occupando meno spazio);
il raddoppio dei cicli massimi utili;
mantengono pero' i loro punti deboli:
incostanza di rendimento a seconda della carica e della temperatura.

queste da te indicate migliorano ancora di piu' la capacita' grravimetrica specifica, ma rimangono dei fattori che la rendono poco pratica per autortrazione (oltretutto non dev'essere economica... gia' le AGM costano dal 50 al 100% in piu' rispetto ad una classica, queste ho paura che spostano l'asticella ancora piu' in alto)...

poi ci possono essere possibili miglioramenti di questa pila:
non essendo piu' in elettrolita libero si puo' cercare di abbassare la concentrazione di ioni liberi di piombo (funzione che dovrebbe essere svolta dallo ione SO4--), addizionando agenti complessanti (EDTA, ditizone o DMSA, anche se e' da studiare un complessante a pH 1);
usare anche qui un elettrolita gelitificato, a bassa densita', in modo da ridurre la mobilita' ionica;
studiare un fattore forma delle piastre in modo da ottenere piu' superficie dell'elettrodo in rapporto al peso.
ad oggi le batteie al piombo hanno comunque una buona potenza specifica, ossia rilasciano tanti ampere in poco tempo, ma lo fanno per poco tempo in quanto la superficie dell'elettrodo deve smaltire i sali; aumentare ulteriormente la superficie dell'elettodo significa incrementrare la potenza specifica, che sembra inutile, ma se la superficie e' maggiore, a parita' di quantita' di atomi che partecipano alla reazione si ottiene uno strato di sali inferiore, piu' facilmente smaltibile.

insomma, come ho gia' detto, anche le vecchie tecnologie possono essere affinate con semplici accorgimenti e rinnovarsi del tutto (dimostrazione ne e' questa batteria che usa lana di carbonio).

PS: ultimamente sto' giocando con un agente gelatificante facile da produrre e totalmente biodegradabile... sto' alle prove fisiche, per ora... anche se non credo che regga piu' di un mese senza puzzare di marcio.

carest
26-11-2013, 23:21
Appena vista questa notizia, mi è sembrato un uovo di Colombo: Lithium-Ion Batteries, Straight from a 3-D Printer | MIT Technology Review (http://www.technologyreview.com/demo/521956/printing-batteries/) stampare una batteria con una stampante 3d non l'avevo ancora sentito, ma oramai ci fanno di tutto, anche le pistole funzionanti: La nuova frontiera delle stampanti 3d? Le pistole e i fucili - Corriere.it (http://www.corriere.it/scienze/12_ottobre_04/la-nuova-frontiera-delle-stampanti-tre-d-le-pistole_c77e1c5e-0e25-11e2-a908-14f31466de5c.shtml) ..... chissà dove andreamo a finire. Se volete un articolo con praticamente la traduzione in italiano del primo link: MondoElettrico: Batterie al litio con stampanti 3-D (http://mondoelettrico.blogspot.it/2013/11/batterie-al-litio-con-stampanti-3-d.html)
Non ci resta che attendere (come sempre) i prossimi anni, che ci diranno se questa tecnologia funziona....

lucusta
29-11-2013, 12:46
leggiamo:
"Le batterie agli ioni di litio stampate sono piccole, un millimetro quadrato, ma sono del tutto simili alle batterie commerciali solo che la tecnologia messa in campo dalla Lewis può rendere fattibili architetture di microscala, con una precisione di 100 nanometri, ma strutturalmente sono batterie simili alle batterie molto più grandi esistenti . "
non ci alimenti nemmeno un amplifon con quelle batterie, mi dispiace.
la soluzione e' ottima nei casi in cui serve una micro cella, ma per un veicolo ci vuole una macro cella.
ritorno a sottolineare come il "fattore forma" sia una variabile importantissima.

jumpjack
18-12-2013, 20:59
Attenzione perchè mi sa che finalmente ci siamo con le batterie litio-zolfo!
Finora duravano 150-200 cicli, ma ora, grazie al cetil-trimetil-bromuro di ammonio, o come diavolo si chiama in italiano, e al grafene, hanno potato i cicli a circa 500 (con capacità residua 80%) a 1C:

Lithium/Sulfur Cells Provide Long Cycle Life, High Specific Energy | The Power Plant (http://powerelectronics.com/blog/lithiumsulfur-cells-provide-long-cycle-life-high-specific-energy?NL=PET-01&Issue=PET-01_20131218_PET-01_645&YM_RID=jumpjack@libero.it&YM_MID=1439940&sfvc4enews=42&cl=article_1)

Il grafico è un po' ingannevole perchè fa sembrare che i cicli siano 1500... ma in realtà a 1500 si ha capacità del 50%, e non si capisce bene quanti Wh/kg sono, visto che nel grafico parlano di mAh/g, che è una grandezza legata al singolo elettrodo e non a tutta la cella.

L'articolo parla però di una "capacità iniziale stimata" di 500 Wh/kg, quindi dopo 500 cicli avremmo 400 Wh/kg e dopo 1500 cicli ne avremmo 250, quanto le più capaci batterie al litio attuali (le panasonic).


Parlano però anche di elettrodo in litio metallico... il che potrebbe essere un problema di sicurezza, se non hanno adottato accorgimenti particolari, perchè le primissime batterie al liti avevano appunto elettrodi in litio metallico, in cui si potevano formare filamenti metallici che causavano cortocircuiti e incendi...

jumpjack
24-12-2013, 15:08
Nuovo passo avanti anche per le batterie al silicio, ultracapienti (10x) ma al momento "cicloscadenti":
http://insideevs.com/wp-content/uploads/2013/12/143.jpg
University of Waterloo Develops Flash Heat Treatment Process For Si-Based Anodes For Li-ion Batteries (http://insideevs.com/university-of-waterloo-develop-flash-heat-treatment-process-for-better-si-based-anodes-for-li-ion-batteries/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+InsideEvs+%28Inside+EVs%29)


Il grafico si riferisce ai soli mAh/g, quindi al solo elettrodo in silicio, quindi non si capisce quale sarebbe la capacità complessiva della batteria, ma è comunque interessante il passaggio dai 20 (venti) cicli a 0,1C a 500 (cinquecento) cicli a 1C!

Non capisco invece cosa intendano per efficienza.

Il procedimento usato sul silicio si chiama Flash Heat Treatment, che forse si può tradurre come "Trattamento a impulsi termici" o roba del genere.


Ricapitolando, forse la tecnologia FHT potrebbe permettere di avere batterie da 800Wh/kg e 500 cicli. (La massima capacità teorica del silicio dovrebbe essere 10 volte quella del litio, e qui parlano di 80% della capacità teorica raggiunta)

carest
24-12-2013, 15:45
jumpjack, io capisco che la differenza tra i due grafici è solo il trattamento termico (FHT) degli anodi; 0,1 e 1,2 A/g non sono convinto si riferisca ai C della "batteria", ma piuttosto alla capacità residua alla fine dei cicli considerati.
Secondo me l'efficienza si riferisce al singolo processo di carica/scarica, che presenta lo stesso andamento nei due grafici: un picco inferiore al 10° ciclo (in coincidenza con il calo iniziale di capacità dell'anodo) e poi si mantiene sempre molto alto; quello che cambia tra i 2 grafici è "solo" la capacità immagazzinata ad ogni ciclo.

Buon Natale a tutti

jumpjack
24-12-2013, 15:46
Parlando di evoluzione di batterie nel tempo... perchè non sbirciare un po' anche nel passato oltre a guardare al futuro? ;-)

http://insideevs.com/wp-content/uploads/2013/07/24.jpg
"Non manca molto prima che vengano inventate batterie ad alta capacità", diceva Poynter W. Adams ... nel 1908!!

Però era chiaro fin da allora che le auto elettriche l'avrebbero fatta da padrone in città, e che le ibride (loro le chiamavano "petroelettriche") si sarebbero usate per i viaggi lunghi:
http://insideevs.com/wp-content/uploads/2013/07/32.jpg

Electric and Petrol-Electric Vehicles – a Book From 1908 (http://insideevs.com/electric-and-petrol-electric-vehicles-a-book-from-1908/)

Credo che ne 1908 ci fossero solo batterie al piombo da 30 Wh/kg e auto che consumavano 300 Wh/km (come dire 10 kg di batterie per ogni km di autonomia!)

jumpjack
24-12-2013, 18:26
jumpjack, io capisco che la differenza tra i due grafici è solo il trattamento termico (FHT) degli anodi; 0,1 e 1,2 A/g non sono convinto si riferisca ai C della "batteria", ma piuttosto alla capacità residua alla fine dei cicli considerati.

Non può essere: sarebbero Ah/g, non A/g.
E nel testo si parla di 500 cicli a 1C.

jumpjack
28-12-2013, 09:31
BRD Motorcycles pronta a immettere sul mercato batterie da 160 Wh/kg (sì ma dove le compro??)
BRD Motorcycles Develops New Battery Pack With Energy Density of 160 Wh/kg (http://insideevs.com/brd-motorcycles-develops-new-battery-pack-with-energy-density-of-160-whkg/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+InsideEvs+%28Inside+EVs%29)

Attualmente le LiFePO4 arrivano a 80-100 Wh/kg, almeno quelle vendute a noi comuni mortali, quelle montate sulle auto di serie non so. Come non so che chimica usi la BRD.

jumpjack
11-01-2014, 12:54
Il sito di "scienza generalista" SCIX.it si "converte" alla mobilità elettrica :-)


Dopo due anni dedicati alla scienza per l'industria, esclusa quella farmacologica e medica, SCIX desidera contribuire alla ricerca scientifica e tecnologica di nuovi concetti e nuovi sistemi di propulsione e di moto. Focalizzerà l'attenzione sulle Università e Centri di ricerca specifici e sulle riviste soprattutto di fisica, segnalandole ai lettori, ad ogni abstract o articolo, con link alla rivista stessa. Scix si scusa per eventuali imprecisioni nella traduzione.

**scix - Gennaio 2014 HOME Propulsione e Moto** (http://www.scix.it)

jumpjack
15-01-2014, 14:10
Batterie al litio più sicure, più longeve e più prestanti:
Il nuovo materiale PVDF (polyvinylidene difluoride)usato come separatore degli elettrodi riduce la resistenza interna (quindi si possono tirare fuori correnti più grandi senza surriscaldare le batterie), elimina il problema dell'infiammabilità (resiste fino a 160°C, ma poi comunque invece di bruciare diventa un gel) e aumenta la DoD possibile e i cicli di vita.
Una specie di panacea per tutti i mali! :-)
Chissà se e quando uscirà dai laboratori!

Fire-Proof Li-ion Batteries > ENGINEERING.com (http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/6938/Fire-Proof-Li-ion-Batteries.aspx)

lucusta
15-01-2014, 20:25
ti rimando alla mia perplessita' nel commento 52

i fluorurati sono il domani che avanza... (ed esistono anche in forma liquida)

jumpjack
16-01-2014, 17:48
E' la prima volta che vedo le prodigiose celle Panasonic in formato di batterie da 48V:

Hanno densità di carica di 230 Wh/kg (contro i 90-100 delle LiFePO4), che significa 20 km di autonomia (15 Ah) in 3 kg di batterie:

Linergy-Shop (http://www.linergy-shop.de/product_info.php?info=p678_fahrradakku-limn-48v-14-5ah-aus-panasonic-ncr18650pd-zellen.html)

Il rovescio della medaglia sono i 900 Euro/kWh contro 600, e i 500 cicli contro 1000.

Datasheet: http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACI4000/ACI4000CE17.pdf

lucusta
17-01-2014, 21:29
Hanno densità di carica di 230 Wh/kg (contro i 90-100 delle LiFePO4)Il rovescio della medaglia sono i 900 Euro/kWh contro 600, e i 500 cicli contro 1000 È tutto relativo:230*600=138.000Wh/Kg vita100*1000=100.000Wh/Kg vitaQuasi il 40% in più di vita utile, ossia 650 euro/kWh vita, non molto diverso dalle Lifepo4.

jumpjack
19-01-2014, 16:22
Non capisco che conti hai fatto e come possa entrarci la densità di energia con la convenienza economica, secondo me il conto da fare è questo:

40 km/ciclo
40 Wh/km
=1,6 kWh

230 Wh/kg:
900 Euro/kWh
500 cicl i= 20.000 km
1400 euro
0,070 Euro/km


100 Wh/kg:
600 euro/kWh
1000 cicli = 40.000 km
960 euro
0,024 euro/km

Non solo costano di più in assoluto, ma durando meno km, fanno ulteriormente salire il costo a km.

1000cicli/500cicli = 2x (fattore moltiplicativo dovuto a durata inferiore)
900€/600€ = 1,5x (fattore moltiplicatico dovuto a prezzo superiore)

2x1,5 = prezzo chilometrico triplo (0,070 = 3 x 0,024)

Con la benzina a 1,7 €/L un'auto da 20 km/L costa 0,085 Euro/km: quindi sarebbero ancora convenienti, ma di poco.
Rispetto a uno scooter da 30 km/L non lo sono.
In compenso per eguagliare gli 0,024 Euro/km delle batterie "normali", bisogna trovare uno scooter da 71 km/L... :-)

jumpjack
21-01-2014, 08:39
ENERGY MOBILITY 2014 ---- Conference & Exhibition
April 28 - 30 , 2014 Multi-Track Conference
San Diego, CA USA

4th International Conference ----- NEXT GENERATION BATTERIES 2014
April 29 - 30 , 2014 Co-Located Conference
San Diego, CA USA

15th International Symposium SMALL FUEL CELLS 2014
April 28 , 2014 Co-Located Symposium
San Diego, CA USA



Knowledge Foundation (http://www.knowledgefoundation.com/indexkf.php)

jumpjack
19-03-2014, 10:15
Batterie LiFePO4 ATL-IFR18650 Phostech/Saft/Amperex: 2000 cicli a 6C di scarica!! (DoD 100%? (2.0V) )
http://www.phostechlithium.com/documents/ATLPhostechLithium.pdf


Altre:
http://www.phostechlithium.com/documents/T13-Deveney10thElectrochemicalPowerSources.pdf

VL25Fe (89 Wh/kg):
95% di capacità a 0°C a 5C !! (pag. 7)

VL10Fe (54 Wh/kg):
4400 cicli a 1C/DoD100% !! (pag.8)


Non so se sono in vendita al pubblico.

Con celle VL10Fe una batteria da scooter peserebbe circa 1 kg/km (scooterone) o 0,6 kg per km di autonomia (cinquantino), e per avere 50 km di autonomia per... sempre (4400 cicli=220.000 km) servirebbero 50kg di batterie per uno scooterone e 30 per un ciclomotore.
Con le VL25Fe, se hanno stessa vita delle VL10Fe, avremmo 0,67 e 0,39 kg/km, quindi per 50km e 220.000km basterebbero 34 e 20 kg.

Sembra che la Phostech sia l'unica licenziataria autorizzata a utilizzare la tecnologia originale delle LiFePO4 nanoplaccate al carbonio (C-LiFePO4), inventata dal Dr. John Bannister Goodenough e, a quanto pare, "sgraffignata" dalla Valence e dalla A123, che successivamente avrebbero però perso la guerra del brevetto a seguito di riesame del brevetto stesso!
http://www.phostechlithium.com/documents/PHEV09_MG_Phostech.pdf

jumpjack
05-04-2014, 10:51
Lunga e completa analisi del 2012 delle batterie al litio, con focus sulle litio-zolfo.
http://ei.haas.berkeley.edu/c2m/pdf/MarketReports/2012/Lithium%20Sulfur%20Battery.pdf

Ditte che stanno attualmente ottenendo i migliori risultati sulle Li-S:
Sion power (Tucson, Arizona, USA)
350 Wh/kg attuali
600 previsti
cicli: non dichiarati

Oxis Energy (Abingdon, UK, EU)
300 Wh/kg attuali
500 previsti per il 2016
cicli attuali: 300
300 Wh/kg / 300 cicli: 250 kg = 500 km / 150.000 km
500 Wh/kg / 300 cicli: 250 kg = 833 km / 250.000 km

PolyPlus battery company (Berkley, California, USA)
Ha venduto la tecnologia Li-S di sua invenzione alla Sion per concentrarsi sulle litio-aria e le litio-AcquaDiMare (!)

Vorbeck materials (Jessup, MD, USA)
Nessun dato
Ricevuto finanziamento di 1,5 milioni di dollari dall'ARPA statunitense per sviluppare batteria Li-S a ricarica veloce.


Invece questa ricerca, molto tecnica e complicata, sembrerebbe ventilare la possibilità di migliorare le attuali batterie al litio permettendo prestazioni migliori a bassa temperatura grazie a un nuovo elettrolita, e maggiore ciclabilità; ma mi sembra una ricerca ancora ai primissimi passi:
Novel Electrolyte Enables Stable Graphite Anodes in Lithium Ion Batteries - Energy Innovation Portal (http://techportal.eere.energy.gov/technology.do/techID=1180)

Intanto, al Berkeley National laboratory, ecco spuntare timidamente le prime battere Li-S da 500 Wh/kg e 1500 cicli!
Lithium / Sulfur Cells with Long Cycle Life and High Specific Energy - Energy Innovation Portal (http://techportal.eere.energy.gov/technology.do/techID=1141)

Come dire, con i "tipici" 250 kg di una batteria per auto odierna si avrebbero 830 km di autonomia giornaliera e 1249500 km totali; sì, le cose stanno andando come nel DOS, le cifre diventano talmente lunghe che bisogna iniziare a mettere i separatori di migliaia: sono 1.249.500, oltre un milione di km!!!
Naturalmentea questo punto sarebbe inutile tenere a bordo 250 kg di batterie, ne basterebbero 100 per avere 400 km dii autonomia e 600.000 km di vita.

experimentator
06-04-2014, 04:43
Oxis Energy (Abingdon, UK, EU)
300 Wh/kg attuali
500 previsti per il 2016
cicli attuali: 300
300 Wh/kg / 300 cicli: 250 kg = 500 km / 150.000 km
500 Wh/kg / 300 cicli: 250 kg = 833 km / 250.000 km



Hai per caso dei dati sul costo attuale di queste batterie ?

jumpjack
07-04-2014, 15:10
Non sono ancora in commercio, ma dicono che potrebbero costare molto meno delle litio.

jumpjack
08-04-2014, 10:15
Pronti per le superbatterie nanopeptidiche autobioassemblanti del 2016? :-)
Sono in realtà supercondensatori, ma 12 volte più capaci di quelli odierni... quindi con stessa capacità, se non superiore, delle attuali batterie al litio.

Le stanno studiando gli israeliani:
Notizia: Carica il tuo smartphone in soli 30 secondi - Tom's Hardware (http://www.tomshw.it/cont/news/carica-il-tuo-smartphone-in-soli-30-secondi/55042/1.html)

Ricerche:
https://www.eng.tau.ac.il/~gilr/recent.html: 2010-2011 "Peptide nanotubes new energy storage devices-Supercapacitors"- Ministry of Industry of Israel, Magneton program (in cooperation with Prof. E. Gazit)
http://nano.fel.mirea.ru/upload/files/1326_ftp.pdf - Bioinspired peptide nanotubes: deposition technology, basic physics and nanotechnology
applications
Cambridge Journals Online - Journal of Materials Research - Abstract - Bioinspired nanostructural peptide materials for supercapacitor electrodes (http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract;jsessionid=923FD89216D97E769F80239 93F3C9CED.journals?fromPage=online&aid=7938962)

jumpjack
17-04-2014, 11:34
Ancora sulle batterie litio-zolfo (scusate ma sono un po' fissato :-) ):
Progressi della Hyundai sulle LiS grazie a "sulfoni" (?) nell'elettrolita:
Hyundai Motors Improves Lithium Sulfur Battery Technology (http://insideevs.com/hyundai-motors-improves-lithium-sulfur-battery-technology)
Improved Cyclic Performances of Li-Sulfur Batteries with Sulfone-Based Electrolyte (http://papers.sae.org/2014-01-1844/)
Capacità: 750 mAh/g
Ciclablilità: 72.6% a ??? cicli

Catodo ai copolimeri plastici da University of Arizona, Seoul National University e US National Institute of Standards and Technology (NIST)
Capacità: 1005 mAh/g a 100 cicli
Ciclabilità: 500 cicli a C/10
Green Car Congress: New sulfur-rich copolymer electrodes for Li-S batteries exhibit high-capacity, long-life (http://www.greencarcongress.com/2014/02/20140228-pyun.html)
Inverse Vulcanization of Elemental Sulfur to Prepare Polymeric Electrode Materials for Li–S Batteries - ACS Macro Letters (ACS Publications) (http://dx.doi.org/10.1021/mz400649w)

I ricercatori parlano di "vulcanizzazione inversa" del catodo e di "plastificazione dei polisolfiti", processi che ridurrebbero il danneggiamento progressivo delle batterie dovuto alla produzione, durante cariche e scariche, di polisolfiti che "intasano" gli elettrodi e che diluiscono l'elettrolita, riducendo quindi la capacità delle batterie.

Batterie LiS con catodo nano-impacchettante:
Lithium-sulfur batteries last longer with nanomaterial-packed cathode (http://phys.org/news/2014-04-lithium-sulfur-batteries-longer-nanomaterial-packed-cathode.html)
Lewis Acid–Base Interactions between Polysulfides and Metal Organic Framework in Lithium Sulfur Batteries - Nano Letters (ACS Publications) (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl404721h)
Anche qui si tenta di isolare i "polisolfiti cattivi" che tendono a intasare la batteria; si parla al momento di 90% di carica dopo 100 cicli.

Sembrerebbe una corsa dei ricercatori a chi "esce prima" con risultati almeno promettenti, per accaparrarsi i finanziamenti con cui continuare la ricerca (per questo pubblicano i risultati appena arrivano a 100 cicli, invece di aspettare e vedere a quanto potrebbero arrivare)



Per confronto, le batterie attuali stanno sui 170 mAh/g.
I Wh/kg dipendono dall'altro elettrodo (anodo), ma queste ricerche non danno dettagli.

E poi c'è la Energ2 che "millanta" risultati strabilianti (cicli quintuplicati, alta capacità), ma non trovo dati specifici:
EnerG2 Announces Major Breakthrough in Lithium-Ion Battery Capacity and Performance (http://www.prweb.com/releases/2014/01/prweb11514478.htm)

lucusta
19-04-2014, 10:15
in italiano solfoni:
Solfoni - Wikipedia (http://it.wikipedia.org/wiki/Solfoni)

sono dei composti organici dello zolfo, usati in chimica come solventi polari.

Sulfolano - Wikipedia (http://it.wikipedia.org/wiki/Sulfone_ciclico_di_tetrametilene)

questo e' uno dei piu' usati.

una miscela di dimetilsolfossido e di sulfolano puo' dare un equilibrio dinamico stabile, e con l'aggiunta di un catalizzatore (alluminio o platino) favorire reazioni di alchilizzazione.
credo che il termine improprio di vulcanizzazione inversa sia dato alla polimerizzazione dell'elettrolita (in questo caso l'elettolita e' un vero elettrolita, non un diluente inerte usato solo mer massimizzare la mobilità ionica).
definirli pero' polisolfiti... non sono stabili (soprattutto in presenza di umidità, ed e' una metamolecola praticamente solo tecnica, ossia di transizione); i polisolfiti non sono altro che catene in cui il gruppo SO2-- produce concatenzazioni (RR1SO2)n nello stesso aspetto dei polifosfati (HPO3)n.
da quanto ho capito concatenano l'elettrolita con ioni solfuri per eliminare quest'ultimi dai siti attivi dell'elettrodo (reazione di concorrenza).

questo e' una delle illustrazioni possibili, ma.... bho, la chimica e' molto teorica.

jumpjack
21-04-2014, 07:25
Bosch e Nissan studiano batterie che durano di più:
Nissan renderà più longeva batteria di Leaf Autolinknews.com (http://www.autolinknews.com/it/news/@90020Atk#Nissan-render%C3%A0-pi%C3%B9-longeva-batteria-di-Leaf)
Bosch, GS Yuasa, and Mitsubishi Corporation to Double Capacity for Electric Vehicle Battery - MarketWatch (http://www.marketwatch.com/story/bosch-gs-yuasa-and-mitsubishi-corporation-to-double-capacity-for-electric-vehicle-battery-2014-02-12)

jumpjack
07-05-2014, 13:22
Nuova svolta nella ricerca sulle batterie LiFePO4 alla grafite nanoporosa (PGN)
Green Car Congress: RPI researchers develop safe, long-cycling Li-metal rechargeable battery electrode; demonstrate Li-carbon battery (http://www.greencarcongress.com/2014/04/20140427-lipgn.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+greencarcongress%2FTrBK+(Gree n+Car+Congress))


Le primissime batterie al litio del 1976 (Science Magazine: Sign In (http://www.sciencemag.org/content/192/4244/1126.full.pdf) ) avevano catodo in Solfuro di Titanio (TiS2) e l'anodo in litio metallico puro ; sfortunatamente, avevano la tendenza a incendiarsi quando il litio dell'anodo formava dei dendriti (ramificazioni di litio metallico) che andavano a toccare il catodo causando cortocircuiti e distruggendo la batteria.
Catodo: TiS2
Anodo: Litio

Così si sostituì il litio metallico dell'anodo con carbonio in forma di grafite (C6), che riceve ioni di litio dal catodo diventando carbonato di Litio (LiC6) (http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/38403.pdf ).
Il catodo può essere fatto di composti come Ossido di Cobalto (CoO2), Ossido di Manganese (Mn2O4) o Fosfato di Ferro (FePO4) che incapsulano particelle di litio (quindi abbiamo batterie Li-CoO2 o LI-FePO4), impedendo la formazione dei pericolosi dendriti.
Catodo: CoO2 (150 mAh/g, 3.7V, tossico), Mn2O4 (120 mAh/g, 4.0V, non tossico), FePO4 (170 mAh/g, 3.5V, non tossico)
Anodo: C6 che incapsula Litio (372 mAh/g ==> 180 Wh/kg)

Nella nuova cella realizzata, il problema dei dendriti di litio viene risolto diversamente ( Rensselaer Researchers Develop All-Carbon Lithium Battery | News & Events (http://news.rpi.edu/content/2014/04/23/rensselaer-researchers-develop-all-carbon-lithium-battery) ): anzichè usare anodi di litio puro o fatti di composti che incapsulano atomi di litio, si usano anodi di grafite nanoporosa (PGN) per incapsulare il litio metallico; questo tipo di anodo permette sia ricariche più veloci, sia capacità maggiori; non solo: anche il catodo è fatto dello stesso materiale, cioè abbiamo anodo e catodo entrambi in carbonio, solo che uno dei due elettrodi (il catodo) viene “caricato” con litio metallico, che durante la scarica passa all’anodo.
Il risultato è una batteria potenzialmente 4-5 volte più capiente delle attuali LiFePO4.
Catodo: Lithiated Porous Graphene Network (Li-PGN) (850 mAh/g ==> 637 Wh/kg)
Anodo: Porous Graphene Network (PGN) (900 mAh/g ==> 547 Wh/kg)

Sono un po’ perplesso perchè i due articoli si contraddicono, la ricerca complete è consultabile solo a pagamento, e non capisco perchè il litio dovrebbe spostarsi da un elettrodo all’altro se sono uguali…. Forse Lucusta ci potrà aiutare.
A pagina 2 di questo PDF mostrano come a 1C queste celle offrano 500 Wh/kg, che diventano “solo” 250 a 10C:
http://www.nature.com/ncomms/2014/140422/ncomms4710/extref/ncomms4710-s1.pdf
A pagina 4 mostrano un grafico di scarica “strano” per una batteria al litio: da 3V fino a 0.2V! E sembra anche “fatto al contrario” rispetto ai consueti grafici che hanno in genere un plateau iniziale e un crollo finale (?); il grafico (c) a pag 12 fa un confronto con le batterie classiche ma non capisco nemmeno questo…
Interessante invece il grafico (c) in questa figura:
http://www.nature.com/ncomms/2014/140422/ncomms4710/images_article/ncomms4710-f6.jpg

A confronto con le orride LiCoO2 e con le LiFePO4, le Li-PGN appaiono eccezionali, e ancora di più in questo grafico:
http://www.nature.com/ncomms/2014/140422/ncomms4710/images_article/ncomms4710-f1.jpg
Capacità AUMENTATA dopo 1000 cicli!

lucusta
11-05-2014, 09:18
eccomi...
(LiC6 e' carburo di litio, non crbonato di litio).

la distinzione la devi fare tra' substrato ed elettrodo.

grafite nanoporosa caricata di ioni al litio significa che la grafite fa' solo da substrato elettroconduttivo, e non interviene assolutamente nella reazione di ossidoriduzione.
all'anodo avrai percio' esclusivamente litio (Li6-), ed l'anodo sara' appunto di litio (litio non metallico ma solo ione Li6-).
questo risultato si puo' ottenere solo se la grandezza delle lacune formate dalla grafite e' inferiore a quella di un reticolo regolare cristallino di litio metallico, tale da non poter far generare un sistema stabile, e renderlo percio molto reattivo verso reazioni di ossidazione.
l'altro elettrodo, catodo, invece interviene nella reazione perche' si lega stabilmente al litio (che si ossida); questo legame pero' dev'essere di forza non eccessiva, in modo tale da poter essere rotto con una corrente elettrica (e di solito avviene con i sali ternari e quaternari Ione-Sale in cui il sale iniziale e' stabile pressapoco come quello finale).

un elettrodo al carburo di litio interviene nella reazione, uno alla grafite nanoporosa e' solo un circuito elettrico, ne piu' ne meno come il cavo di rame che ci attaccherai.

il resto lo fa' l'estremizzazione della superficie attiva del supporto e quindi dell'elettrodo.

jumpjack
11-05-2014, 10:12
grafite nanoporosa caricata di ioni al litio significa che la grafite fa' solo da substrato elettroconduttivo, e non interviene assolutamente nella reazione di ossidoriduzione.

Questo l'ho capito ma....



all'anodo avrai percio' esclusivamente litio (Li6-), ed l'anodo sara' appunto di litio (litio non metallico ma solo ione Li6-).

A me era parso di capire che entrambi gli elettrodi sono di carbonio, anche se in forme diverse, per questo non capisco perchè gli ioni di litio dovrebbero preferire l'uno all'altro.
Prova a dare una letta alla ricerca e vedi se tu ci capisci qualcosa...

lucusta
11-05-2014, 16:51
Entrambi i substrati degli elettrodi sono al carboino; il primo è in grafite nanoporosa, l'altro in più comune carbone ad alta porosità.
La questione è he non sono i veri e propri elettrodi, ma solamente il ponte elettroconduttivo per il quale il vero elettrodo scambia cariche, ma che assolutamente non reagisce con questo.
Difatti un elettrodo è allo ione litio, l'altro al sale di litio ( e su qualcosa di solido devono stare e scambiare cariche).
Quello al carburo di silicio invece ha tutte e due le funzioni: substrato rigido e robusto ed anche partecipazione con la reazione, scambiando ioni litio.
Ad esempio in una batteria al piombo la funzione i substrato la fa la grata metallica ( di un metallo poco attaccabile dall'acido a quelle concentrazioni) su cui è appoggiato il piombo, che è il vero elettrodo ( tant'è che oggi quella funzione l'hai con grate in materiale plastico, che però sono isolanti, e chiudi il circuito con un bel piolo di piombo).
C'è quindi una sostanziale differenza trà elettrodo e supporto dell'elettrodo.
Supporti che fanno da elettrodo non avendo interazione chimica sono quelli a presione osmotica, come il comune elettrodo a vetro, in cui l'interazione è nell'accumulo di cariche elettriche sulle opposte superfici della membrana in vetro poroso, anche se, a dire la verità, il vero elettrodo sono le soluzioni elettrolitiche che stanno all'interno del bulbo, he scaricano le cariche sul filo in platino.
Una interazione del genere l'hai con i setacci molecolari, colonne per cromatografia che servono per la separazione di sostanze in soluzione, in cui non viene intrapresa un'interazione di tipo legame chimico, ma si ingombro fisico: le molecole compatibili con la dimensione della porosità della silice diossido vengono trattenute e rilasciate in un tempo maggiore di quelle più piccole, quindi ottieni una separazione dovuta ad una interazione d'ingombro sterico-fisico.

Il sub strato dell'elettrodo in grafire nanoporosa ha quini un'interazione sterico-fisica con l'elettrodo a ioni di litio, in quanto ha una porosità simile ad un reticolo cristallino di litio metallico non regolare ( ossia aperto e quindi instabile chimicamente).

Allo studio c'erano anche substrati per elettrodi lastre di vetro su cui c'è n substrato silice diossido caricata con metallo per renderla elettroconduttiva, ed ulteriormente caricata con litio come elettrodo, in modo da massimizzare la superficie di contatto.
Ad oggi si ha più esperienza sulla silice diossido nnoporosa che sulla grafite, ma questa porta il vantaggio di essere un buon conduttore elettrico, e di essere già ridotta come numero di ossidazione, risultano praticamente inerte nei confronti del litio.

Scusa gli orrori ortografici ma stò con il tablet e dita troppo grandi per la sua tastiera.

jumpjack
11-05-2014, 17:03
Cioè un elettrodo è di litio metallico e l'altro di carburo di litio?

Lucusta, sai niente di queste bizzare batterie a "piombo e cristalli" che ho trovato?!?
http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/Referenz_escooter_engl.pdf
Sembrano siano un'invenzione recente, appena l'anno scorso, ma è molto interessante: anche se la densità energetica è la solita schifezza del piombo (35 Wh/kg), queste speciali batterie durerebbero 1400 cicli (invece che 300) scaricate all'80%, avrebbero stesse prestazioni fino a -10°C e autoscarica ridicola, paragnoabile al litio! E non si solfatano se sovrascaricate! Durano anche un po' di più a 1C (un po' più di 40 minuti invece che un po' più di 30).
Praticamente miracolose.... quindi impossibili. ;-)

Questi sarebbero gli ingredienti:
60% piombo, 25% ossido di piombo, 3% acido solforico, 5% acqua e 3% biossido di silicio
Dit domein is geregistreerd door een klant van Oxilion. (http://www.leadcrystal.nu/datasheets/MSDS/LeadCrystal_MSDS_General.pdf)

Qui c'è un'altra "ricetta":
http://deltecpower.co.za/wp-content/uploads/2013/12/Lead-crystal-battery-MSDS.pdf

Ecco invece le ricette di una "piombo classica":
75% piombo, 15% acido solforico, 10% plastica, più antimonio, arsenico, calcio e stagno in tracce.
https://nees.org/data/get/facility/UCSB/TrainingAndCertification/Training/MSDS_Lead_Acid_Battery.pdf

Da questo datasheet risulterebbero 680 cicli con scariche del 100% (!!!) e qualcosa come 4000 cicli per scariche al 30%!
http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/Lead_Crystal_Battery_CY12-7_2_01.pdf

EDIT:
queste sarebbero addirittura meglio per i mezzi elettrici: più di un'ora di durata a 1C!
http://deltecpower.co.za/wp-content/uploads/2013/12/Deltec-Lead-Crystal-Batteries.pdf
E dicono che costano "leggermente di più" delle piombo-gel.

Qui c'è una spiegazione della nuova tecnologia:
http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/LC_user_NEU_engl.pdf

In pratica la presenza di "particolari elementi" riduce notevolmente la perdita di idrogeno e ossigeno, o detto in altro modo agevola la loro ricombinazione in acqua, prevenendo l' "essiccamento" della batteria... che però già di per sè non ha elettrolita liquido, ma cristallizzato all'interno di una griglia AGM che è anch'essa ottimizzata: maggiore conduttività elettrica, maggiore resistenza all'acido e maggiore resistenza al calore.

Le migliori batterie al piombo che conosco, le HiRate, hanno 400 e 1800 cicli nelle stesse condizioni:
http://jumpjack.files.wordpress.com/2012/12/biro-cycles.jpg

Un "classico" ciclomotore al piombo con 48V/40Ah normalmente può fare in totale 10-15.000 km (30 Ah utilizzabili, 40 Wh/km, = 36 km, per 300 volte=10.000 km, per 400 volte = 14.000), anche se non ho mai sentito nessuno che sia riuscito a fare più di 10.000 km col piombo; con queste nuove batterie la vita totale sarebbe ALMENO 24.000 km usandole al 100%, ma usandole al 50% durerebbero 18x3000 = 54.000 km invece che 18x900=16.200!!


Devo scoprire il prezzo!

lucusta
12-05-2014, 22:08
a quanto pare sono le batterie di cui ti parlavo, con silice diossido.
http://www.alambicco.unito.it/A/Mag12/2_5_7_Cromatografia.html
in chimica analitica si usano lastre di semplice vetro ricoperte con un substrato di silice diossido porosa per la cromatografia su strato sottile (per la separazione delle sostanze e la successiva colorazione tramite un colorante).
http://www.dani2000.it/product/6ade71f2-8703-419c-9380-2d23ea0f8a82.aspx
la silice diossido di questo substrato puo' avere porosità nell'ordine della decina di micron (da 1 a 10), finemente selezionata (per ottenere una giusta separazione), ed in pratica una lastra di 20x20cm ha una superficie reale nell'ordine di un campo da tennis.
sono "generazioni" che si fa' silice diossido per questo scopo, quindi c'e' una buona cultura costruttiva.

la questione e' pero' dover legare uno strato di piombo "attivo" (metallico) a questo substrato di silice diossido, e la cosa piu' conveniente e' quella di legarla, o meglio occluderne la porosità, con un ossido metallico (drogarla) e poi a questo al metallo attivo.
ecco spiegata l'elevata presenza del piombo ossido: potrebbe servire da ponte di giunzione tra' l'immensa superficie generata dallo strato di silice diossido con lo strato di piombo metallico.
vale da sola la considerazione che in chimica le lastre sono con un substrato solido di pesante ed elettricamente isolante vetro, ma che la silice diossido la puoi stendere e cuocere su qualsiasi cosa di rigido.
sinceramente io userei una lastrina metallica, in economico titanio o, per renderela quasi eterna, in alluminio placcato oro (metallo insensibile a qualsiasi concentrazione di acido solforico).
il resto lo fa' la lana di vetro come nelle classiche AGM.

sarebbe il caso di aprirne una...

io la farei su striscia di alluminio, placcata oro, ricoperta in silice diossido da 1 micron, cotta con nanopolvere di ossido di piombo a 400°C, poi immersa in una soluzione di metilisobutilchetone con triottilfosfina (legante organico per il piombo metallico), fatto strippare il MIBK, riscaldata nuovamente a 400-500°C per eliminare i residui di triottilfosfina, messo uno strato di lana di vetro imbevuto di acido solforico 4M, ed con un'altra striscia metallica con silice diossido e strato di ossido di piombo sopra, arrotolati su se stessi...

sembra facile, ma non credo che sia proprio cosi' semplice.

jumpjack
13-05-2014, 13:09
Ho trovato un thread gemello di questo... ma un po' più sarcastico....
Some company announces groundbreaking new battery - again. - RC Groups (http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1188429#post14266970)

jumpjack
20-05-2014, 08:05
Toh, un altro! :-)
Endless-sphere.com • View topic - Thread for new battery breakthrough PR releases (http://www.endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=14&t=57256)

lucusta
20-05-2014, 15:37
esploravo la chimica di una solfuro di litio, disilicato di litio e sali di titanio

lucusta
23-05-2014, 10:10
JJ, fai una ricerca sulle lithium fluoride battery.
sembrano promettenti, e sembra che siano generazioni oltre le Li-CXF (litio-carbofluorurate o meglio lithium carbo monofluoride Lithium Carbon Monofluoride (CFx) (http://www.eaglepicher.com/technologies/battery-power/lithium-carbon-monofluoride) ).
queste sono batterie primarie, ma qualcuno sta' cercando un sale ternario/quaternario da poter interporre per renderle secondarie.
come celle primarie arrivano a superare agevolmente i 500 Wh/Kg, quindi come secondarie e' piu' che plausibile partire da un buon 200 Wh/Kg.
da qualche parte lessi che Apple stava sondando la questione (qualche acquisizione).
in altre parti puoi leggere che la loro durata puo' arrivare a 50 anni di utilizzo....

usare il litiofloruro come eletrodo potrebbe essere interessante (se si riesce a renderlo nanoporoso)...

PS:
devo rileggere qualcosa sull'aerogel (lo cercavo come isolante termico).

batterie secondarie al litio-floruro (li-CxF lithium carbon monofluoride).

scusate, doppio messaggio.

federicocristiano
26-05-2014, 17:50
Ciao a tutti, sto valutando queste celle, ed ho bisogno dei vostri preziosi consigli, NMC-60AH-3.6V-10C - Shenzhen Westart Technology Co.,Ltd. (http://www.szwestart.com/szwestart/ProductView.asp?ID=150),
Ho anche delle info in pdf, No grafici, se volete e se posso le allego.
Ciao

jumpjack
26-05-2014, 20:15
Dovresti creare un thread apposito, questo è per batterie... che ancora non esistono! :-)

federicocristiano
26-05-2014, 21:37
Ok, provvedo subito.
Ciao

jumpjack
27-05-2014, 12:59
Queste batterie carbone-carbone di cui parlavo prima sembrerebbero davvero incredibili: non si riscalderebbero per niente, quindi consentirebbero ricariche velocissime senza problemi, e permetterebbero di eliminare dalle auto i pesanti sistemi di raffreddamento delle batterie, nonchè di usare il 100% della carica senza danneggiarsi; questo significherebbe, ad esempio, che i 16 kWh disponibili della Leaf diventerebbero 24, portando quindi l'autonomia da 100 a 150 km.
New battery tech may lead to inexpensive, safer electric cars - CNET (http://www.cnet.com/news/japanese-company-promises-revolutionary-new-electric-vehicle-battery/)

jumpjack
03-06-2014, 12:47
Interessante sito russo con migliaia di testi scientifici.
http://bib.tiera.ru/b/
Però non scaricateli, sono protetti da copyright. Potete leggere solo i titoli.

Indice completo zippato:
http://bib.tiera.ru/index.htm.gz


Riassunto titoli sulle batterie:


Modern batteries, 1997
Handbook of batteries, 2002
Materials Science Aspects, 2008
Lithium Batteries ,2009
Lithium Ion Rechargeable Batteries,2009
Lithium-ion batteries,2009
Battery reference book, 2000
High Energy Density Lithium Batteries, 2010
12-volt.batteries.and.charges
Batteries and Fuel Cells
Advances in lithium-ion batteries

jumpjack
30-07-2014, 11:25
L'enea fa il punto sullo stato dell'arte della ricerca sulle batterie al silicio:
http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/accumulo/2012/rds-2013-238.pdf

Vedo risultati molto promettenti...

Anche perchè una batteria al silicio sarebbe "buona" anche se facesse solo 50 cicli... se con ogni ciclo ci faccio 2000 km! :-)
Però in realtà non so bene come correlare i mAh/g ai Wh/kg, Lucusta che ne pensi?

lucusta
30-07-2014, 20:43
il primo problema e' la variazione di volume: un fattore di 4,6 volte rispetto all'elettrodo in litio puro, che gia' questo e' sotto ricerca cercando proprio di mitigare questa espansione volumetrica tra' carico e scarico; rispetto al carbonio ha una variazione di volume di X35, rispetto ad un elettrodi titanio-litiato di X420!!

e' in pratica questo il vero problema di questi elettrodi: si sfaldano ad ogni ricarica perche' il loro aumento di volume e' impressionante.

dai dati ha una capacita' teorica enorme: 24 volte rispetto ad un elettrodo litio-titaniato, quasi 12 volte ad un elettrodo al carbonio.

sembra molto promettente la tecnica dei nanowires (nanofili di silicio.... nanofibra di vetro), che garantirebbero l'elasticita' per poter garantire l'enorme espansione volumetrica senza rompere lo stesso elettrodo (che fa' da supporto e contatto elettrico), ma qui mi fermo... i materiali nanometrici hanno proprieta' ben differenti dallo stesso materiale in formato macrometrico, ed estremamente variabile in rispetto a fattore di riduzione: per dirla in parole spiccie quando si parla delle proprieta' chimiche e fisiche di un nonomateriale si deve conoscere propriamente le caratteristiche generate da quel specifico fattore dimensionale che ha quello specifico materiale; gia' il doppio piu' grande o la meta' piu' piccolo possono cambiare completamente le caratteristiche del materiale stesso; poi ci metti le impurita' diverse che danno diverse caratteristiche... insomma, una bella cabala...
quindi non saprei dire.. concettualmente sembrerebbe una buona soluzione, ma potrebbe essere replicata anche con il titanio o con l'acciaio fluorurato... insomma, molti nanomateriali hanno caratteristiche interessanti.

tutti pero' sono accomunati da una caratteristica importante:
sono difficili da manifatturare, molti sono pericolosi per la salute e soprattutto sono estremamente costosi, cose che non fanno bene per un prodotto ad elevata diffusione.

jumpjack
30-07-2014, 20:46
Ma si può calcolare da quanti Wh/kg verrebbe una batteria con un anodo, che so, da 1000 mAh/g ?

lucusta
30-07-2014, 22:15
si;
moltiplichi per il voltaggio di cella teorico, che calcoli grazie alle semireazioni redox e all'elettronegativita' degli atomi interessati (Elettronegatività - Wikipedia (http://it.wikipedia.org/wiki/Scala_di_Pauling#Scala_di_Pauling)).

il Li4.4Si e' l'anodo, si dovrebbe conoscere il potenziale di reazione e quindi e' necessario quello del catodo.... si deve cioe' capire da che sale partono, se sfruttano una reazione con sale binario o ternario (la piu' probabile) in cui il litio interviene sempre con 3 o 6 atomi (in pratica solo con alluminio e fluoro avrebbe un rapporto 1:1, ma il potenziale d'elettrodo con AL e' basso, 0.63, mentre con il fluoro e' netto 3V... una reazione decisamente esplosiva tra' questi due elementi!).
da Li22Si5 si ha un potenziale netto di 11.66V, ma lo devi dividere per 3 o 6, quanti sono gli atomi di litio nel sale del catodo, quindi o e' 3.8V o 1.94V (ed e' molto probabile che sia 1.94).
quindi siamo probabilmente su un valore 1.9KWh/Kg.

premetto che con un fattore volumetrico di 4,2 volte rispetto all'elettrodo di litio puro, che gia' di per se' espande di diverse volte rispetto al clasico elettrodo al carbonio, la batteria avra' si' una capacita' specifica gravimetrica elevata, ma una capacita' specifica volumetrica peggiore rispetto a quelle di oggi;
ti troveresti con una batteria con una capacita' di 4 o 5 volte rispetto a quelle odierne in rapporto al peso, ma con un volume di almeno 10 volte superiore, che poco lega con l'aspetto tecnologico nel produrre mezzi a batteria (siano essi veicoli, ma anche elettronica di consumo).

PS:
mangiavo i fusilli e pensavo al un elettrodo in microfilo ad elica in classico metalla (titanio o alluminio, ma anche rame):
flessibile, conduttivo e facilmente trafilabile...

PPS:
negli anodi illustrati il piu' interessante e' proprio il Li7Ti5O12 che pur avendo un potenziale d'elettrodo basso (7 atomi di litio), ha si una bassa capacita' specifica gravimentrica, ma anche una variazione di volume nulla rispetto ai sali costituenti.
significa che puoi fare una batteria da 100-150Wh/Kg (la meta' di una classica litio odierna), ma, a parita' di peso, con le dimensioni di 1/10 rispetto alle odierne celle e quindi con la possibilita' di metterne 10 volte di piu', ossia aumentare la carica trasporabile di 5 volte, impattando comunque sul peso in tale proporzione.
oltretutto la questione di avere una aumento di volume nullo le rende teoricamente eterne e lo si nota anche dal potenziale inverso di 1.6V, che oltretutto le rende praticamente senza autoscarica...

in soldoni 50Kg di queste celle ti permettono una capacita' di 5-7.5 KWh (utili 4-6KWh?), che puoi caricare e lasciare carica per mesi, mesi e mesi, delle dimensioni di 1/5 rispetto ad un mesesimo pacco liFePO4, con cicli virtualmente infiniti...
ci sarebbe da approfondire...

da qui:http://moles.washington.edu/downloads/Verbrugge-Presentation.pdf
queste celle litio-titanato avrebbero un voltaggio di circa 0.9V; con una capacita' specifica di 175mA/g siamo a 157Wh/Kg... non male, considerando che il loro volume potrebbe essere 10 volte inferiore ad una LiFePO4 e potrebbero avere una vita quasi eterna.

ti stuzzicano?

http://www.congre.co.jp/amtc4/pdf/amtc03/amtc_3_067.pdf
Niobium doped lithium titanate as a high rate anode material for Li-ion batteries (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468610006250)
Template-free synthesis of mesoporous spinel lithium titanate microspheres and their application in high-rate lithium ion batteries - Journal of Materials Chemistry (RSC Publishing) (http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2009/jm/b907480e#!divAbstract)
Electrochemical properties of doped lithium titanate compounds and their performance in lithium rechargeable batteries (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877530702335X)

ho trovato anche la sintesi:
<cite class="_Jd">http://www.nanoscalereslett.com/content/pdf/1556-276X-7-10.pdf</cite>oltre al fatto che 3/4 dei reattivi li ho gia' in lab, mi mancherebbe solo il disperdente...

guarda il grafico b a pag 5: dopo 500 cicli veloci passa da 160 a 130 mAh/g a 1C!!!!

interessanti, realmente.

sembra che siano le LTO della SciB (toshiba)
http://www.yuvaengineers.com/super-charge-ion-battery-scib-from-toshiba-with-lithium-titanate-battery-technology/
che usa l'i-mev.

ti ho trovato questo pacco:
http://donar.messe.de/exhibitor/hannovermesse/2014/T688307/high-power-lto-battery-system-eng-307968.pdf
il modulo 1 da:
219 mm
328 mm
925 mm
60 Kg
66 litri
2.6 Kwh
5 C scarica e 5C di carica!
64V medi per 200A con 13Kw di potenza continua
http://www.forseepower.fr/products-small-systems/
http://www.forseepower.fr/wp-content/uploads/2014/07/Data-Sheet-High-Power-LTO-75V-150V-System.pdf

Leonardon
31-07-2014, 00:58
L'uso del grafene nelle batterie è molto interessante e promettenre, ma....
viste le migliaia di brevetti depositati tra 2012 ed oggi da varie università, dubito che riusciremo a vedere qualcosa prima di 20 anni (tempo di scadenza dei brevetti).
Notoriamente questi brevetti vengono depositati solo per cercare di accapparasi soldi per le ricerche o per "vivere" di cause legali, non per produrre.
Quindi eventuali investitori/produttori, staranno alla larga fino alla scadenza... ed anche dopo per un po', perchè molti ri-depositano gli stessi brevetti già scaduti, sfruttando la "distrazione" degli uffici brevetti che non hanno risorse per controllare.
Spesso vengono ridepositati brevetti di brevetti già scaduti 50-70 anni orsono, con qualche modifica.
Mi è capitato anche di leggere brevetti di persone/università/ditte diverse, che riportavano intere pagine copia/incolla.
Ormai c'è poco di veramente nuovo ed il problema è "portare sul mercato": forse una soluzione è il fai-da-te, ma non tutti hanno attrezzature avanzate per farlo, e poi verrebbe a costare di più.
Mi sa, caro Jumpy, che dovremo girare con i nostri scooter LifePO (o peggio LeadAcid) ancora per un bel po'.

[

PPS:
negli anodi illustrati il piu' interessante e' proprio il Li7Ti5O12 che pur avendo un potenziale d'elettrodo basso (7 atomi di litio), ha si una bassa capacita' specifica gravimentrica, ma anche una variazione di volume nulla rispetto ai sali costituenti.
significa che puoi fare una batteria da 100-150Wh/Kg (la meta' di una classica litio odierna), ma, a parita' di peso, con le dimensioni di 1/10 rispetto alle odierne celle e quindi con la possibilita' di metterne 10 volte di piu', ossia aumentare la carica trasporabile di 5 volte, impattando comunque sul peso in tale proporzione

in soldoni 50Kg di queste celle ti permettono una capacita' di 5-7.5 KWh (utili 4-6KWh?), che puoi caricare e lasciare carica per mesi, mesi e mesi, delle dimensioni di 1/5 rispetto ad un mesesimo pacco liFePO4, con cicli virtualmente infiniti...



Scusa Lucusta, ma non ti sei dimenticato il catodo nei tuoi calcoli?
Ci sono giè in produzione celle Anodo/ LTO con catodo LiFePO4 (1,8VOC) o LiMnO2(2,4VOC), 20mila e 12 cicli al 100%DOD rispettivamente, ma l'energia volumetrica non è affatto più elevate delle "vecchie" litio, anzi sono molto più ingombranti.
vantaggi: durata, elevati C sia in carica che scarica.
Ottime direi per l'accumulo o la regolazione di rete, non per veicoli elettrici.
Costano ma se dividi il costo per l'energia accumulabile nel totale, costano 10 volte in meno di una Lead.

Se si potesse fare una batteria come questa
http://dechema-dfi.de/kwi_media/F622_tubulair-p-2638.pdf
per i veicoli elettrici...
Aria al catodo (come nei motori) ad anolito liquido ricararicabile (come fare il pieno di benza).
Quando l'anolito è scarico lo scarichi alla stazione di servizio (che lo rigenera) e fai il pieno di anolito carico: 5 minuti.
Che ne dite?

jumpjack
31-07-2014, 08:02
si;
moltiplichi per il voltaggio di cella teorico
Ma i mAh/g dell'altro elettrodo non influiscono sul totale?



significa che puoi fare una batteria da 100-150Wh/Kg (la meta' di una classica litio odierna),
No, veramente le lifepo4 sono da 100 e le licoo2 da 150.

E poi io ho letto che l'elettrodo in silicio triplica il suo volume, ma se la capacità sarà 10 volte quella del po4, le batterie sarano comunque 1/3 più piccole no?

Il ritorno del litio puro nelle batterie al litio:
Charged EVs | Stanford team develops stable lithium anode (http://chargedevs.com/newswire/stanford-team-develops-stable-lithium-anode/)

Le prime batterie al litio, se non sbaglio brevettate nel 1976, avevano un problemino: contenevano litio metallico, che con l'uso cresceva in forma di vari "ramoscelli", o dendriti, andava in corto con l'altro elettrodo, e pijava foco tutto. :-)
Così decisero di abbandonare il metallo e passare ai sali di litio.

Però ora forse hanno trovato una soluzione (v. link).
E' stato il solito Yi Cui, quello che sta lavorando alle batterie litio-silicio, che la Amprius ha già iniziato a commercializzare ad aprile 2013, e che promettono risultanti clamorosi... anche se chissà tra quanto.

lucusta
01-08-2014, 19:26
*** Citazione integrale rimossa. Violazione art.3 del regolamento del forum. nll ***

in effetti le "vecchie" Scib (presentate nel 2008, circa 6 anni fa' e ancora mai viste se non sotto la i-mev) hanno ben pochi watt rispetto al loro peso e volume:
76.6cm3 per 2.4v , 4.2 Ah e 150g:
67.2Wh/Kg e 131.6Wh/l
le winston da 40 hanno:
978.3cm3 per 3.2 su 40Ah e 1600g:
80Wh/Kg e 130.8Wh/l
il 16% in meno di Wh/Kg tra' lifepo4 e LTO mentre una densita' energetica volumetrica uguale.

a mio parere sono lungamente distanti dal teorico, molto piu' dello stadio di sviluppo delle ferro fosfato (che sono quello che sono da 10-12 anni, ormai).

carest
01-08-2014, 22:58
Le Toschiba Scib hanno la stessa chimica dell'Altairnano che erano presenti già nel 2007 sul Doblò della microvett; faceva solo 100km e per questo motivo erano state preferite le Kokam (litio polimeri). Queste batterie vanno bene per l'uso stazionario e hanno una lunga vita; non a caso le Scib vengono vendute solo in ambito industriale e l'Altairnano punta su grossi gruppi di stabilizzazione per reti elettriche.

lucusta
02-08-2014, 09:01
Credo che comunque le litio titanate siano più facili da fare, nel senso che, leggendo la ricetta di quella ricerca, ottieni lo stadio nanocristallino direttamente dalla sintesi, evitando lavorazioni meccaniche di macinazione e raffinazione ( setacciatura).
Quano facevo esperimenti sulla cristallizzazione ( 25 anni fa, su sintesi organiche di molecole attive), era decisamente più facile ottenere megacristalli che microcristalli, figuriamoci nanocristalli... per i nostri scopi, era più utile avere un microcristallo ( meno impurezze occluse), da trasformare successivamente in macroagglomerati meccanicamente, in modo da ottenere i vantaggi di lavorabilità di n macro e di purezza di n micro, il tutto con lavorazioni meccaniche.
Sono aspetti importanti per la produzione industriale, che si riflettono sui costi di r&d e produzione, quindi sul costo finale.

lucusta
20-09-2014, 20:47
lo metto qua', perche' sembra essere il thread piu' aderente:
una ricerca dell'enea: (http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/accumulo/2011/234-rds-pdf)

JJ, giusto per stuzzicarti un po' e distrarti da quell'ecojumbo che ti sei fatto ;)

e per stuzzicarti meglio ti suggerisco di ricercare film sottile di LiF cresciuto su substrato di Si ... sono per gli anodi; interfaccia Litio metallico / metallo generico (alluminio o rame) ;)

Per il PDF di prima, questa e' la probabile sintesi dell'anatase (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja300823a) commerciale descritta.
questo il probabile elettrolita: LiPF6

lucusta
23-09-2014, 21:59
sempre ricerca, ma comunque interessante da leggere:
aluminium-ion battery
http://ecommons.cornell.edu/bitstream/1813/33734/2/The Rechargeable Aluminum-ion Battery.pdf
http://web.ornl.gov/adm/partnerships/factsheets/10-G01216_ID2383.pdf

sulla seconda punterei poco, usando come elettrolita un sale derivato dal tricloruro di alluminio, usato in chimica organica come catalizzatore (una brutta bestia da maneggiare); e' un sale tertacloruroalluminato, ed alcuni di questi, con litio, si usano come elettroliti nelle chimiche litio... con acqua non ha un bell'effetto (fiammate, reazione altamente esotermica, produzione di acido cloridrico anidro, ossia il cloruro d'idrogeno gassoso, altamente tossico ed irritante....); insomma, gran parte della brutta reputazione delle litio incendiarie era dovuto a questo elettrolita in soluzione organica (tra' l'altro con solventi organici infiammabili, come l'acetonitrile o tetraidrofurano).

comunque e' buono sapere che si punta ancora sull'alluminio nelle celle secondarie; per anni e' stato confinato in quelle primarie tipo Al-aria.

un bell'articolo del perche' si punta sulla nanostrutturazione dell'elettrodo per minimizzare la differenza di volume tra' carica e scarica; differenza che porta alla destrutturazione dell'elettrodo stesso e quindi alla sua parziale inattivita' (decadenza per ciclo):
www.mdpi.com/1996-1944/2/3/1205/pdf (http://www.mdpi.com/1996-1944/2/3/1205/pdf)

l'allumina ormai te la mettono in ogni salsa!

PS: i messaggi non si possono piu' modificare dopo tot tempo?
me li compattate, per favore.

jumpjack
09-10-2014, 08:33
Questo tizio starebbe per mettere sul mercato una "nanobatteria" al silicio-grafene (SiGr) (http://clbattery.com/the-calbattery-solution) da 400 Wh/kg....
https://www.indiegogo.com/projects/juse-never-charge-again/x/8807478

lucusta
20-10-2014, 12:50
giusto per chi se le era perse, la winston ha tirato fuori le litio-titanate (per ora senza nessun grafico di riferimento).
Winston Energy Group Limited (http://en.winston-battery.com/index.php/products/power-battery/category/lthp-battery-2)
vendono solo serie un po' troppo grandi per i veicoli (tradizionali); partono da 250Ah.
per ora la loro robustezza si prefigura in un aumento del 10% dei cicli vita a pari DOD.
80Wh/kg per le LYP, 63Wh/kg per le nuove LTHP;
124Wh/l per le LYP e 109Wh/l per le LTHP.
fattore di carica e di scarica identico (sia max che nominale), anche se effettivamente le titanate, teoricamente, potrebbero essere caricate a correnti maggiori.
in effetti oltre l'aumento del ciclo di vita non sembra esserci giovamento.
ed anche questo e' relativo: pesando di piu' e occupando piu' volume, alla fine un pacco LYP ha maggiore capacita' a parita' di peso o volume, quindi verrebbe stressato meno in scarica e ricarica (per la stessa energia prelevata), allungando i cicli di vita della cella (o comunque, avendo piu' carica, il minor numero di ricariche possibili portano comunque alla stessa energia storata per ciclo vita).

PS: winston ha eliminato la serie LSP litio-solfato... brevetti o inefficienza?

HAMMURABY
20-10-2014, 18:18
Innanzi tutto, a ogni applicazione si può cercare la miglior soluzione;1) partiamo dal fatto che le smartgrid permettono un accesso del veicolo alla rete in ogni luogo e da disponibilità di potenza che ora nemmeno ci si sogna, perché il prelievo avviene da batterie stazionarie distribuite.Per il trasporto pubblico sarà una fast CHARGE alla pensilina(accumulatore), da 750V600A per 15" della fermata (tosa-abb)2) la e-on tedesca usa accu. ibridi a tre stadi, supercap-litio-zebra..Mentre in italia si punta ce escludere il litio nello stazionario; La soluzione sul tavolo è più o meno:supercap-vrb-caes o,supercaps-ferro/nichel-caes...naturalmente litio e supercap (20+2kWh per un autobus!) saranno ottime sul veicolo.Nb: ci sono supercaps erogati al litio da 30Wh/kg

lucusta
11-02-2015, 17:12
Evpower ha annunciato le nuove celle (piccole) litio-titanate... ancora non sono in catalogo.Mentre calb ha le cam72 da 72Ah, con misura 30x135x222h; case in alluminio e 1.9kg con 125wh/kg di specifica gravimetrica. Su un sito tedesco le ho trovate a 99€.

deepdark
12-02-2015, 08:15
Mah...io come batterie del futuro per la casa, vedo solo quelle a volano, pochissimi contro e tantissimi pro. Per le auto si vedrà.

lucusta
12-02-2015, 09:22
i volani hanno bisogno di manutenzione accurata, essendo componentistica meccanica.
visto l'enorme energia cinetica che sarebbe necessaria anche per le minime esigenze, non credo siano adatti ad un uso casalingo.
li vedo bene come regolatori in grandi impianti, ma non di piu', anche perche' si parla di apparecchiatura di alta ingegneria, mentre il vero costo delle batterie, in genere, e' essenzialmente il costo dei brevetti e ricerca; come materiale sono molto economiche; in impianti grandi, diversamente, l'economicità di un accumulatore a volano si fa' piu' marcata.

lucusta
12-02-2015, 11:09
http://tesi.cab.unipd.it/40433/1/Tesina_Caon_Nicola.pdf

una tesina interessante (soprattutto su Li-O (aria) ).

deepdark
12-02-2015, 13:54
i volani hanno bisogno di manutenzione accurata, essendo componentistica meccanica.

Ni, si usano cuscinetti magnetici, quasi nessuna manutenzione


visto l'enorme energia cinetica che sarebbe necessaria anche per le minime esigenze, non credo siano adatti ad un uso casalingo.

Neppure questo è del tutto vero, basterebbe trovare solo la stanza, vendono giù ups a volano, grandi quanto un'armadio



li vedo bene come regolatori in grandi impianti, ma non di piu', anche perche' si parla di apparecchiatura di alta ingegneria, mentre il vero costo delle batterie, in genere, e' essenzialmente il costo dei brevetti e ricerca; come materiale sono molto economiche; in impianti grandi, diversamente, l'economicità di un accumulatore a volano si fa' piu' marcata.

Si stava studiando il kers a volano, non so com'è finita, potrebbe essere una gran bella batteria, nulla impendisce di fare mini volani.

mariomaggi
12-02-2015, 13:57
deepdark, ho toccato con mano molte decine di casi con supervolani, ne ho anche venduti, sono sempre piu' convinto che sotto i 100 kW non hanno speranze, almeno nei prossimi 10 anni.
Ora propongo accumuli con supercondensatori, ma solo per potenze rilevanti.



nulla impendisce di fare mini volani.
Lo impedisce il costo di produzione, eccessivo, data la complessita' del sistema.
Ciao
Mario

HAMMURABY
26-02-2015, 15:21
quelli a volano non sono batterie, ma SUPERCAP o meglio Capacitori meccanici !!

jumpjack
03-09-2015, 13:11
Sembra che le miracolose/misteriose batterie prossime ad entrare sul mercato, che permetterebbero di avere auto elettriche con almeno 300 km di autonomia, siano un po' meno misteriose: sarebbero quelle al litio-zolfo, che a quanto pare LG-Chem è riuscita a perfezionare per prolungarne i cicli. Se lo sarebbe infatti lasciato sfuggire il CEO della Nissan, Ghosn , parlando della prossima Leaf (https://www.google.fr/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=Ghosn+sulfur).

Non sono ancora sul mercato, ma dovrebbero arrivare nel 2016-2017. Finora il problema maggiore era la longevità (50-100 cicli), ma le nanotecnologie potrebbero risolvere il problema.
Le Li-S avrebbero 400-500 Wh/kg contro gli 80-120 delle batterie attuali (LiFePO4, NMC, LTO e quant'altro) o i 235 delle costosissime Panasonic montate sulla Tesla S.


Intanto ho trovato una bella raccolta di studi sui possibili miglioramenti per le Li-S:
lithium-sulfur cells cxs: Topics by National Library of Energy (http://www.osti.gov/nle/topicpages/l/lithium-sulfur+cells+cxs.html)

carest
04-09-2015, 11:33
Vuoi vedere che alla finire il team di Bruno Scrosati (università Sapienza - Roma) è finalmente riuscito a cavarci i piedi? Le prime notizie sono di più di 5 anni fa!
Batterie cinque volte più potenti per auto elettriche e pc | Sapienza - Università di Roma (http://www.uniroma1.it/sapienza/archivionotizie/batterie-cinque-volte-più-potenti-auto-elettriche-e-pc)

deepdark
23-09-2015, 14:40
Mediamente ogni settimana qualcuno ha inventato delle super batterie anche senza cambiare nulla ma solo migliorando gli anodi.... sono anni che si parla del grafene come qualcosa di miracoloso ma ancora non si è visto nulla. Tutti dichiarano prodotyi miracolosi ma alla fine servono solo ad attirare investitori.

jumpjack
09-12-2015, 22:24
Batterie SAFT "Super Phosphate":
http://www.houseofbatteries.com/documents/LithiumIonAdvantage.pdf
VL34P: 120 Wh/kg con scariche a 500C (!!!)
oppure
VL52E: 190 Wh/kg con scariche a "solo" 52C

Tipo "U" ad alta potenza:
80% di capacità a -20°C e 100C

Vanno in fuga termica dopo 17 minuti di overcarica invece che dopo 7.

jumpjack
09-12-2015, 22:28
Superbatterie (del futuro) Biosolar:
BioSolar Claims Huge Lithium-Ion Battery Technology Breakthrough -- Better Capacity, Longer Life, & Lower Costs (Reportedly) | CleanTechnica (http://cleantechnica.com/2015/06/25/biosolar-claims-huge-lithium-ion-battery-technology-breakthrough-better-capacity-longer-life-lower-costs-reportedly/)

lucusta
12-12-2015, 18:20
VL52E: 190 Wh/kg con scariche a "solo" 52C


a dire la verita' queste non mi sembrano al ferrofosfato; hanno 3,6V di targa, come le litio manganese...
le celle Superfosfato sono identificte dalla sigla EFe non solo E.

comunque vedere dei diagrammi di scarica a 400C e a -40°C e' impressionante...

lucusta
12-01-2016, 07:57
Ni, si usano cuscinetti magnetici, quasi nessuna manutenzione

il difetto dei cuscinetti magnetici e' che sono allo stesso tempo freni magnetici, andando a contrastare il momento angolare.
provato sulla mia pelle su un prototipo di pala eolica a sospensione magnetica: galleggiava, ma piu' appesantivo la pala (tangenziale), piu' frenava...
l'unica reale soluzione e' il galleggiamento tramite superconduzione, ma ti costerebbe una fortuna in azoto liquido, tanto da rendere piu' efficace il galleggiamento su coscinetto di gas proprio dovuto all'azoto liquido per "effetto pelle" (si crea un cuscino di gas tipo un hovercraft); piu' semplice un sistema di superfici idrorepellenti su cuscino di acqua.
quindi no.

PS: i cuscini manetici dei dischi fissi hanno questa scompensazione, ma e' giustamente calcolata, ed il vantaggio e' solo dovuto all'evitare di produrre micropolveri nell'involucro dovute ad usura per strisciamento, oltre che per la lubrificazione.




Neppure questo è del tutto vero, basterebbe trovare solo la stanza, vendono giù ups a volano, grandi quanto un'armadio
...di potenze minime, adatte solo per particolari e minime applicazioni.





Si stava studiando il kers a volano, non so com'è finita, potrebbe essere una gran bella batteria, nulla impendisce di fare mini volani.
...di scarsa potenza.
calcola l'energia cinetica che si avrebbe per 10kWh per 12-16h (ossia in congiunzione ad un sistema a pannelli solari), e vedrai che le potenze in gioco non sono trascurabili... una pila alcalina da 1.5V, se sprigionasse tutta la sua potenza in istanti, sarebbe in grado di tirarti su di 1 metro 1000kg (al netto dei rendimenti), e fa' si e no 3W.

100W di potenza sono tanti... non sembra ma sono proprio tanti.
per convincertene calcola la carica di una cartuccia di un proiettile, e capirai che avere KW in energia cinetica non e' cosi' sicuro.

deepdark
12-01-2016, 13:58
Corregimi se sbaglio, i volani non sono usati pure sui treni ad alta velocità?

lucusta
13-01-2016, 08:04
non lo so'.
i treni ad alta velocita' usano tecnologie a me sconosciute, ma conta che sono molto piu' tecnologici di un Airbus A380 (dovendo questi affidarsi a ritrovati tecnologici piu' sicuri), e non hanno limitazioni tecniche dovute al peso; quindi potrebbe essere.
i treni ad alta velocita' sono pero' applicazioni decisamente particolari e prodotti in serie limitata, da considerarsi alla stregua di prototipi.
considera comunque che oggi usano tutti motocarrelli elettrici capaci di utilizzzare l'energia cinetica dovuta all'immensa inerzia del mezzo come freni elettrici; non so' se, in taluni frangenti, quei motori possano essere usati anche come generatori per restituire energia alla rete.
detto questo sarebbe piu' pratico avere uno scambio diretto di energia tra' tratta locale e treno, utilizzando l'energia restituita dal treno in frenata su una stazione fissa che immagazzina l'energia per restituirla al treno in partenza; si puo' fare perche' comunque i treni hanno dei punti prestabiliti dove rallentare o fermarsi (alle stazioni, agli scambi, alle curve)...
sarebbe inutile appesantire ulteriormente il mezzo con un sistema di recupero on-board.
ecco, un sistema di monservazione dell'energia a volani, in qusta modalita' potrebbe essere efficace, ma e' una situazione molto particolare, non trovi?

riccardo urciuoli
13-01-2016, 10:26
bastava cercare "supervolani" per trovare questo 3d dove se ne parla, piuttosto che andare ot in un 3d che parla di batterie...:rolleyes:

http://www.energeticambiente.it/accumulazione-di-energia/12921041-accumulatore-di-energia-tramite-volani.html

lucusta
13-01-2016, 17:10
a proposito di batterie, stavo facendo ricerche su questi argomenti:
spume metalliche (soprattutto rame e alluminio ed un ingente finanziamento d'intel ad una start-up americana)
fosforo nero ed inclusione intralamellare del litio (questa e' realmente interessante, molto piu' ghiotta del grafene);
litio alluminio-titanato florurato (o clorato)...
purtroppo non esce molto dai laboratori...

jumpjack
22-02-2016, 09:52
Arrivate sul mercato le batterie al grafene!
viewproduct | Turnigy Graphene Professional 16000mAh 6S 15C LiPo Pack w/5.5mm Bullet Connector (http://www.hobbyking.com/mobile/viewproduct.asp?idproduct=89616)

0,68 E/Wh
150 Wh/kg
15C di scarica continua

Prezzo comparabile con le LiFePO4, autonomia superiore del 50%.
Purtroppo al momento non so niente sulla longevità in termini di cicli di scarica e sul grado di sicurezza.

lucusta
22-02-2016, 10:54
buone solo se per quei 15C ti garantiscono 2000 cicli ed una carica proporzionata, in modo da minimizzare il peso del pacco ed usarla come serbatoio.
con meno di 100Kg di pacco possono garantire 50km di percorrenza (sub-utilitaria, tipo vecchia panda, con le prestazioni di un quadriciclo pesante, ossia max 90km/h);
contando che la tratta media e' 20km, puoi andare e tornare in tranquillita' da interland a centro e, se permettessero cariche veloci a superiori a 1C, faresti una ricarica in 15 minuti (con 100kg carichi all'80%, se fai 40km li scarichi al 25-30% e dovrai ricaricare sul 50% nominale del pacco, ossia 7.5kwh per ritornare all'80%, a 1.33C, 4 volte la carica standard che dovresti usare sulle LiFePO4, caricheresti con una potenza di 20kW, quelle delle colonnine, ed in 4 ore massimo sei pronto per un'altro giro da 40-50km, con una riserva comunque di una decina di km).
sarebbe una manna per certi veicoli.
Le LiFePO4 sono pero' a 0.4 euro/wh...
un pacco da 100kg con quelle che indichi sta' a 10.000 euro, con le LiFePO4 lo paghi 6.000 (anche se peserebbe 150Kg).
a pari costo un gioco del genere non ha senso...pacco troppo sottodimensionato.

carest
22-02-2016, 18:52
Ma quelle sono batterie da modellismo... scariche a 15C sono anche poche; normalmente le li-po arrivano anche a 30C

jumpjack
22-02-2016, 19:31
Certo che sono da modellismo: il modellismo è il banco di prova per le nuove batterie!
Poi vengono i cellulari, se le batterie sono sufficiente affidabili. (chissà com'è finito il progetto JUSE su Indiegogo?!?)
E infine i veicoli, se le batterie si rivelano ESAGERATAMENTE affidabili.
:-)

riccardo urciuoli
23-02-2016, 10:29
mmmm mica tanto vero...

Sui veicoli, almeno fino a pochi anni fa, mettevano semplicemente le batterie con capacità sufficiente, e mica erano poi così affidabili se per affidabili intendevi numero di cicli e semplicità di manutenzione/gestione.

Sono state usate batterie Pb-gel che chiedevano manutenzione ogni MILLE (!) km (FIAT Elettra), batterie al sale, NiMh...

Speriamo in queste evoluzioni, direi che sarebbe ora di avere qualcosa meglio delle LiFeYPO4...

lucusta
23-02-2016, 10:34
le ultime Li-Mn (o Li-Co) hanno riguadagnato molto...
ieri mi chiedevo come fossero andati gli esperimenti di Spuzzette sulla sua ibridazione di celle ad alta scarica in parallelo a celle ad alta capacita'.

Sige
24-02-2016, 11:25
Chissà se sono già in commercio??? .... http://grabat.es/

lucusta
24-02-2016, 16:30
Chissà se sono già in commercio??? .... http://grabat.es/

Revolutionary graphene polymer batteries for electric cars | Graphene-Info (http://www.graphene-info.com/revolutionary-graphene-polymer-batteries-electric-cars)
Graphenano | Graphene-Info (http://www.graphene-info.com/graphenano)
Graphenano now offers graphene-based paint called Graphenstone | Graphene-Info (http://www.graphene-info.com/graphenano-now-offers-graphene-based-paint-called-graphensone)
Revolutionary graphene polymer batteries charging 10 minutes to run 1000 km (http://cleanbayarea.com/extreme/revolutionary-graphene-polymer-batteries-charging-10-minutes-to-run-1000-km/)

ma in effetti:
Graphene Batteries Appear, Results Questionable | Hackaday (http://hackaday.com/2016/02/07/graphene-batteries-appear-results-questionable/)

non si sa' nulla...

Sige
25-02-2016, 00:48
http://www.directa-plus.com
Di questi qui se ne sa niente????
(http://www.directa-plus.com/)

argonaute
29-02-2016, 10:01
Ciao, sono un neo iscritto. Ho fondato nel 2011 una piccola società di ricerca nel settore sistemi di accumulo energia. Lavoro in questo settore da poco più di 5 anni. Dal mio punto di vista (ricerca + industria) volevo solo fare alcune precisazioni in questa interessante dicussione.
La tabella iniziale sulle batterie al piombo è inesatta, ci sono batterie al piombo per trazione che superano tranquillamente i 1500 cicli con DOD 80%, quindi utilizzabilissime.
Riguardo alle nuove tecnologie :
Batterie Li-ion e litio ferro fosfato (LiFePO4) sono interessanti solo per la trazione, ma sono senza manutenzione. Le celle sono sigillate e non trasparenti, finchè vanno ok ma se succede qualcosa lo capisci solo a babbo morto o utilizzando un sofisticato sistema di monitoraggio cella per cella (vedi Tesla). Altra considerazione: gli elementi chimici che compongono le batterie al litio, opportunamente ricombinati, sono gli stessi delle bombe (incendiarie) al napalm.. Se qualcuno pensa che le batterie al litio non mi piacciono ci ha azzeccato. Ma i fatti sono i fatti.
Batterie metallo aria: sono interessantissime per il basso rapporto peso potenza (uno dei due elettrodi è l'aria..) ma: le ultra promettenti litio aria esistono solo in teoria, in pratica nel settore ricerca tutti stanno progressivamente abbandonando i progetti perchè alcune problematiche costruttive sono insormontabili. Le alluminio aria in fase di scarica danno rendimenti elevatissimi (la Phynergy israeliana ha fatto marciare una auto che montava uno stack alluminio aria per oltre 1000 km, facendo solo piccoli rabbocchi di acqua pura), ma il procedimento di ricarica è estremamente costoso, al punto da renderle inutilizzabili. Restano le zinco aria, su cui sto lavorando anche io da 3 anni, che rendono come quelle al litio coi costi di quelle al piombo, e sono totalmente green. Comunque il catodo ad aria resta un elemento critico ed ha bisogno ancora di ricerca e sviluppo.
Batterie a sali fusi (alta temperatura) tipo zebra: molto promettenti come rendimenti ma a mio avviso utilizzabili solo in postazioni fisse di grosse dimensioni dove la perdita di energia termica non diventi un fattore troppo importante. Secondo me la Fiamm ha comprato il progetto zebra solo per questioni di immagine.
VRB :le flow batteries al vanadio sono le uniche flow in commercio, ma i sali di vanadio sono estremamente tossici e costosi. Inoltre stanno avendo problemi con la durata delle membrane di separazione che durano troppo poco.
Interessanti le batterie Aquion che usano acqua, caramello e sale. Sono molto voluminose, ma sicure e probabilmente affidabili (si vedrà) . Bill Gates ha finanziato il progetto Aquion con la sua fondazione, ci crede e questa è sicuramente una referenza.

lucusta
29-02-2016, 15:14
Le Zinco/Aria sono molto promettenti (e si potrebbero enfatizzare tramite l'uso di acqua ossigenata; io l'ho testato su quelle alluminio-aria... stavo per mettere a punto una cella ibrida elettrolitica a recupero di energia + alluminio/aria), ma permane comunque il fatto che sono celle secondarie a ricondizionamento...
riprodurre microgranulato di zinco ha il suo costo, inferiore a quello dell'alluminio, ma e' pur sempre una tecnologia che funziona solo se a larga diffusione e con impianti di ricondizionamento locali.
ibridi si potrebbero fare con ricondizionamento ad acido, ma diventa troppo macchinoso...

per il resto sono d'accordo, tranne 2 cose:
le LiFePO4 ormai si possono considerare "vecchia e testata tecnologia";
la pericolosita' delle celle litio non e' superiore alle altre, comprese quelle al piombo-acido... un gavettone di acido solforico 4M non fa' piacere a nessuno, e portarsi dietro un serbatoio da 50 litri di carburante altamente infiammabile idem.

per quello organico/elettriche... bha'... tecnologia di cui non si conoscono ancora i limiti praticabili.

argonaute
29-02-2016, 15:41
Ok per tutto (ma comunque le litio mi sono antipatiche:dry:), solo una precisazione sulle zinco aria. Quelle a stato solido esistono sia "primary" (non ricaricabili e quindi da ricondizionare) che "secondary" (ricaricabili). Io mi riferivo alle seconde in quanto le prime sono "pile" non batterie. Le seconde poi esistono sia di tipo flow (elettrolita fluente) che statiche (elettrolita in pasta o gel). Le flow sono molto promettenti e rigenerano i "pellet" di zinco che vengono riutilizzati al 100% a ciclo chiuso. Di solito nelle installazioni fisse il "rigeneratore" sta a fianco dello stack di celle, mentre in applicazioni automotive o aeronautiche (pensiamo ai droni) il rigeneratore sta nel box (o nello hangar) in modo che a bordo del mezzo si porti solo il minimo payload possibile. La possibilità enorme che offre la tecnologia zinco aria è di accumulare zinco in pellet indipendentemente dalla macchina che lo produce. In una applicazione domestica questo vuol dire immagazzinare energia in estate piena e riutilizzarla in inverno quando il sole non ce la fa a darmi tutto quello che mi serve.

jumpjack
29-02-2016, 19:52
Ciao, sono un neo iscritto. Ho fondato nel 2011 una piccola società di ricerca nel settore sistemi di accumulo energia. Lavoro in questo settore da poco più di 5 anni. Dal mio punto di vista (ricerca + industria) volevo solo fare alcune precisazioni in questa interessante dicussione.
La tabella iniziale sulle batterie al piombo è inesatta, ci sono batterie al piombo per trazione che superano tranquillamente i 1500 cicli con DOD 80%, quindi utilizzabilissime.
Riguardo alle nuove tecnologie :
Batterie Li-ion e litio ferro fosfato (LiFePO4) sono interessanti solo per la trazione, ma sono senza manutenzione. Le celle sono sigillate e non trasparenti, finchè vanno ok ma se succede qualcosa lo capisci solo a babbo morto o utilizzando un sofisticato sistema di monitoraggio cella per cella (vedi Tesla)
Benvenuto nel forum, un "capoccione" in più fa sempre comodo in questo "mondo misterioso" delle batterie! ;-)
Ci puoi dare i riferimenti delle batterie al piombo da 1500 cicli? O sono forse quelle a piastre sottili piombo-stagno?

Per quanto riguarda le litio, vengono sempre equipaggiate con un Battery Management System, proprio perchè le celle sono molto permalose. E' impensabile costruire una batteria al litio solo mettendo in fila una ventina di celle.
Ed esiste anche il CellLog8s (per ora unico sul mercato), che monitora e registra le singole tensioni di 8 celle, ed eventualmente può anche "spegnere" una batteria (o un caricabatterie) se rileva problemi.

argonaute
02-03-2016, 16:54
riferimento di celle pb acido da 1500 cicli:

HOPPECKE Batterien - trak® air (http://www.hoppecke.com/company/motive-power-systems/industrial-trucks/trakr-air.html)

tutte le batterie serie per muletti, golf cart, lavaspazzatrici etc.. sono così

jumpjack
03-03-2016, 11:31
Interessante:

http://www.hoppecke.com/content/download/brochures/mp/trakAir_it.pdf

In pratica rimescolano l'elettrolita tramite immissione d'aria.

Interessante datasheet!
http://www.bisol.com/images/Datasheets/Hoppecke/opzv_solar.power_en.pdf

1500 cicli di ricarica come MINIMO!!!

jumpjack
03-03-2016, 13:49
Ma le batterie panasonic ai nanofosfati da 250 Wh/kg? Hanno raggiunto prezzi umani o sono ancora improponibili su uno scooter?
Sono quelle che produrrà la Tesla nella sua Gigafactory o altre?

lucusta
12-03-2016, 11:52
@argonute

...sarebbe da discutere sul rigeneratore, perche', di per se, lo zinco metallico non ha molta propensione ad "accumularsi" in pellet a celle (aperte o chiuse che siano). La sua naturale matrice di accumulo e' metallica, quindi compatta, e quindi, per massimizzare la superficie attiva, o lo microgranuli o ne fai schiuma metallica.
nel primo caso hai un non indifferente utilizzo di energia dovuto ad un qualsiasi utilizzo di forza meccanica (sia essa granulazione fine tramite macinatori, sia essa precipitazione in stato metallico sotta azione meccanica come, ad esempio, ultasuoni); nel secondo caso hai il non indifferente uno congiunto di calore per fondere il metallo e di forza meccanica per estruderlo (con shock termico)...
insomma, il ricondizionamento ti potra' dare anche il 100% della materia prima, ma si deve contare anche quanto sia il rendimento energetico effettivo di tale soluzione e la complicazione totale... per impianti fissi funzionerebbe solamente quando hai limiti di superficie da poter sfruttare (perche' senno', per l'inverno, basta che massimizzi la superficie e/o ottimizzi la "cattura" usando inseguitori solari... costerebbe meno).
Per i veicoli permane il fatto che non tutti possono avere una ideale sistemazione dell'apparecchio di ricondizionamento, e che comunque questo conviene sempre in impianti adatti su processi massivi, e non "al dettaglio", quindi, come dicevo, a meno di una ramificata distribuzione di celle ricondizionate di facile+veloce+in sicurezza sostituzione la vedo un po' troppo macchinosa, come soluzione.

il caso del drone e' interessante.
sarebbe un'applicazione specifica molto appropriata, ma stiamo comunque parlando di celle primarie a rigenerazione, quindi si deve dar conto a diversi altri aspetti (non ultimo il peso)... insomma, per droni di una certa stazza conviene sicuramente una fuell cell con gas compressi (a meno di doverlo rendere per forza di cose invisibile agli IR, perche' una scia di vapore la vedi a Km... ma ti assicuro che anche una scia d'idrogeno puo' essere rilevata con relativa facilita'; fatto sta' che quei particolari droni hanno bisogno di autonomie di gran lunga maggiori a quanto si potrebbe garantire con un ppacco batteria di qualsiasi concezione).

insomma, ci sono decine di modi per fare la cosa, ma si deve andare sul conto "fine" per determinare se e' funzonale o meno....


PS:
ad esempio si potrebbero verificare le performance di un veicolo ibrido.
ultimamente stanno ritornando di moda le alimentazioni ad idronio (H3O+), ossia celle elettrolitiche alimetate elettricamente che producono idrogeno (idrogenone) dall'elettrolisi dell'acqua, che poi si addiziona alla normale miscela aria/carburante di alimentazione dei motori endotermici, migliorandone parecchio il rendimento.
utilizzare una terna ibrida composta da motore tradizionale endotermico, batterie a litio e primaria a zinco microgranulato si potrebbe pensare di produrre energia tramite la primaria a zinco metallico, che viene sfruttata sia per ricaricare la batteria litio (o per essere usata sui sottoservizzi del motore), sia idrogeno per migliorare il rendimento del motore... vero che e' solo una cella primaria, ma se fatta bene puo' facilmente essere sostituita in stazione.
in questo caso dipende tutto dalla gestione dei tre generatori di forze (meccanca ed elettrica).

jumpjack
16-03-2016, 08:32
Tutte le nuove "supermacchine" annunciate negli ultimi mesi, grazie alle nuove "superbatterie" in arrivo:
Opel Bolt (http://europe.autonews.com/article/20150304/ANE/150309914/chevy-bolt-ev-variant-may-be-sold-as-an-opel-in-europe-sources-say) - 2018 - 320km
Renault Zoe (http://bfmbusiness.bfmtv.com/entreprise/renault-l-autonomie-de-la-zoe-va-passer-a-300-km-859555.html) - 2017 - 300-320 km
Nissan Leaf (http://cleantechnica.com/2015/10/30/nissan-spills-details-60-kwh-leaf-advanced-technology-center/) - 2017 - 340 km
Tesla 3 (http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2694113/Tesla-announces-Model-3-Musks-electric-car-cost-30-000-20-smaller-range-200-miles.html) - 2017 - 320 km
Mercedes classe B (http://www.moteurnature.com/actu/uneactu.php?news_id=28009) - 2017 - 500km
Audi e-tron (http://arstechnica.com/cars/2015/09/audis-e-tron-quattro-electric-suv-310-mile-range-arrives-in-2018/) - 2018 - 500km
Volksvagen Golf-e (http://insideevs.com/next-generation-volkswagen-e-golf-to-get/) - 2018 - 300 km
Mitsubishi Ex (http://insideevs.com/electric-mitsubishi-ex-suv-confirmed-for-production/) - 2020 - 400 km
Porsche (http://www.porsche.com/microsite/mission-e/international.aspx#/reveal) - 400km
BMW i3 2017 (http://insideevs.com/2017-bmw-i3-to-enter-production-this-july-epa-range-of-125-miles-expected) - 2017 - 290km

jumpjack
17-03-2016, 22:27
ma poi io devo ancora capire QUALI sarebbero le batterie che consentirebbero tutto cio'...

cristiano2B
21-03-2016, 06:38
secondo me non sono batterie speciali, hanno solo aumentato i pacchi.
ad oggi, a chi interessa vendere auto elettriche (Tesla) monta pacchi da 85kWh e oltre 500km di autonomia, a chi non interessa vendere auto elettriche (tutti i costruttori storici) montano pacchi da 20kWh con 100/150 km di autonomia, tutto qui.

Ma la cosa interessante è che quando arriveranno le grafene di prima generazione, queste autonomie raddoppieranno a parità di volume e peso, ossia 1000km.
E quando arriveranno le grafene di seconda generazione, triplicheranno la prima generazione, portando l'autonomia a 3000km.
Rendendo di fatto inutili le colonnine.
La rivoluzione sta per cominciare....

carest
21-03-2016, 11:28
cristiano, le colonnine non diventeranno inutili... per fare tutti quei km, dovrai comunque metterci dentro tanti kWh e forse a casa (con 3kW) non ci riusciresti come tempo, quindi le colonnine (con 22kW) secondo me serviranno ancora.

Lucamax
21-03-2016, 11:28
Le batterie al graphene ci sono già.
ne stò testando una coppia.

Non è vero che raddoppiano le autonomie.

Il vanatggio principale è che consentono molti cicli di ricarica ANCHE con parecchi C di scarica .
Ma i peso è abbastanza alta cosi come il loro prezzo.

1 gr di cobustibile fossile ha 80 volte l'energia potenziale di un grammo di polimeri di litio.

La tesla per una vita ha impiegato dele normali batterie PAnasonic NCR18650B , nulla di speciale, sono molto bravi a fare marketing.

jumpjack
21-03-2016, 12:52
Le batterie al graphene ci sono già.
ne stò testando una coppia.
Link per comprarle?



La tesla per una vita ha impiegato dele normali batterie PAnasonic NCR18650B , nulla di speciale, sono molto bravi a fare marketing.
"niente di speciale"... a parte i 250 Wh/kg contro i 100 di quelle tradizionali.
Per favore, non confondiamo Tesla (tecnologia innovativa autofinanziata) con Apple (marketing acchiappagonzi gonzo-finanziato).

Lucamax
21-03-2016, 13:08
Le Panasonic che ho citato hanno 243 Wh/kg

LA Tesla autofinanziata ????

Cos'è una barzelletta ?
Tesla ha ricevuto 465 MILIONI DI DOLLARI nel 2010 a titolo di prestito dal Dipartimento per l'Energia USA

cristiano2B
21-03-2016, 15:35
Le batterie al graphene ci sono già.
ne stò testando una coppia.


poi allegare una foto delle batterie?

Sai di che tipo sono?
Litio normali con separatori in grafene?
Anodo in grafene?
Grafene e alluminio?

cristiano2B
21-03-2016, 15:41
cristiano, le colonnine non diventeranno inutili... per fare tutti quei km, dovrai comunque metterci dentro tanti kWh e forse a casa (con 3kW) non ci riusciresti come tempo, quindi le colonnine (con 22kW) secondo me serviranno ancora.
ma è chiaro come il sole che i contratti di 3kW sono in via di estinzione.
E non so neanche se basteranno i 6kW.
Enel problemi di rete non ne ha: contratti da 22kW li porta in ogni angolo d'Italia, il problema è se si approfitterà della situazione e manterrà i costi alti per tali contratti, invece che diminuirli per effetto dell'aumento della diffusione, come recita ogni regola di mercato. Ma si sa com'è il mercato libero dell'energia in Italia...

PS
chi ha un FV potente, non ha di questi problemi.

PS2
facendo due calcoli approssimativi ma solo per dare un idea, con un contratto da 3kW
se ipotizzassimo di caricare l'auto a 3kW per 6h al giorno nei gg feriali e 12h nei due gg festivi
avremmo a disposizione più di 42mila km l'anno

(6x5)+(12x2) moltiplicato 52 (week anno) = 2808 ore per caricare a 3kW
2808 x 3 = 8424 kWh
8424 / 0.2 (consumo medio veicolo 200wh/km) = 42120km

Lucamax
21-03-2016, 16:05
Son batterie lipo , quindi presumo lipo normali con separatori in grafene utilizzate per gli UAV
Parlano di 900 cicli con decadimento di 5-7% delle prestazioni iniziali , chi le ha testato è arrivato a 300 con elevato C di scarica, molto di più delle normali Lipo.


Graphene packs utilize carbon in the battery structure to form a single layer of graphene just 0.335nm thick, making that type of battery substrate the thinnest known to mankind. The graphene particles form a highly dense compound allowing electrons to flow with less resistance compared to traditional Lipoly battery technologies.

The result is a battery capable of maintaining greater power output whilst remaining much cooler under load. Since heat and resistance are the natural enemy of batteries, Graphene chemistry has significantly reduced these problems and the result is an incredible boost in cycle life and performance.

cristiano2B
21-03-2016, 16:20
dai, allega una foto delle due batterie che stai testando, che siamo tutti curiosi.

jumpjack
22-03-2016, 08:25
"niente di speciale"... a parte i 250 Wh/kg contro i 100 di quelle tradizionali.



Le Panasonic che ho citato hanno 243 Wh/kg


Giusto, è tutta un'altra cosa.




LA Tesla autofinanziata ????

Cos'è una barzelletta ?
Tesla ha ricevuto 465 MILIONI DI DOLLARI nel 2010 a titolo di prestito dal Dipartimento per l'Energia USA
Mah... vendono a 70.000 euro un'auto con 85 kWh di batteria.... fatta con celle che costano 1000 euro/kWh; credo che vendano in perdita, pur di far sviluppare il mercato elettrico.

cristiano2B
22-03-2016, 19:30
ragazzi facciamo un po' di precisazioni se no polemizziamo per niente:
tesla model S da 70kWh costa 80.240€
tesla model S da 90kWh costa 100.840€

a me le ncr18650B costano 3.20€ l'una, presuppongo che a loro costino un pelo di meno.
quindi 278€ al kWh

quindi
tesla model S da 70kWh il pacco costa circa 20.000€
tesla model S da 90kWh il pacco costa circa 25.000€

però 465milioni sono poca cosa rispetto a tutto quello che sta facendo tesla, dai nuovi modelli presentati, agli upgrade dei vecchi modelli, fino alla gigafactory.
non come fisker che ha ricevuto i finanziamenti e ha prodotto 20 auto....

Per me il punto è un altro:
degli improvvisati che provenivano da tutt'altro mercato, all'inizio degli anni 2000 hanno commissionato delle auto nude a Lotus, gli hanno montato un motore elettrico, hanno sviluppato l'elettronica, hanno comprato delle pile quasi da supermercato e realizzato un auto full electric che fa i 100kmh in 4 secondi netti, velocità di 200kmh e autonomia di 230km.
non ci vuole Einstein per capire che le grandi multinazionali dell'auto avrebbero potuto fare di meglio, da 15 anni a questa parte....

Forse ora hanno capito che se continuano a ritardare l'uscita di modelli seri di full electric, Tesla stessa o altri costruttori minori possono prendere considerevoli quote di mercato e nei prossimi 3 anni dovremmo vedere delle cose molto interessanti provenire dai big.

jumpjack
22-03-2016, 21:31
ragazzi facciamo un po' di precisazioni se no polemizziamo per niente:
tesla model S da 70kWh costa 80.240€
tesla model S da 90kWh costa 100.840€

a me le ncr18650B costano 3.20€ l'una, presuppongo che a loro costino un pelo di meno.
quindi 278€ al kWh
Allora mi devi proprio dare il sito, così domani inizio a costruirmi una nuova batteria! Per farlo stavo appunto aspettando che queste supercelle scendessero a 300 E/kWh.

Elisabetta Meli
23-03-2016, 05:17
Il primo che ho trovato 10 pz nuovo originale ncr18650b/suono 18650 li ion battery 3400 a 3.7 mah per panasonic + trasporto libero in Tipo di batteria: agli ioni di litio Tipo di batteria: ncr18650b Batteria fabbricati in giappone Capacitàda Batterie ricaricabili su AliExp
C (http://it.aliexpress.com/item/10-pcs-new-original-NCR18650B-sounding-18650-Li-ion-battery-3400-at-3-7-MAH-for/32364018657.html?spm=2114.010208.3.202.oB6U64&ws_ab_test=searchweb201556_2,searchweb201602_3_100 36_10035_10034_507_10020_10001_10002_10017_10010_1 0005_10011_10006_10003_10021_10004_10022_10009_100 08_10018_10019,searchweb201603_7&btsid=d48a0e13-b093-41b5-9bc6-75272c6ffa43)erto vengono a 3,90 ma solo per 10 pz e spedizione inclusa, se cerchi meglio fino a 3,20 le trovi.
Ci sono pure le mh12210 da 3.400 mAh a 3,3

Lucamax
23-03-2016, 07:23
Per il link alle batterie al graphene basta cercare su Google ed entro i primi 10 risultati avete le vostre batterie acquistabili da chiunque , mica quelle al graphene + supercassola di qualche laboratorio che pubblica i dati ma poi non arriva mai ad un prodotto commerciale.

Per le 18650 come le Panasonic citate sopra ce ne sono una valanga di tipi ed il prezzo al Kw è molto inferiore ai 1000 euro che qualcuno ha detto.
Ci sono batterie come le LG che hanno la stessa capacità delle Panasonic NCR B ma il doppio dei C di scarica , cioè 2C e costano la stessa cifra , sono le INR 18650 MJ13500 mAh.
Le Panasonic si trovano in grandi quantitativi (oltre 200 pezzi ), in Europa , Germania o Olanda , a 2,8 Euro Iva esclusa , quindi 1000 Watt sono 229 Euro .
Ovvio che se ne comprate decine di migliaia vi rivolgete direttamente a Panasonic ed il prezzo scende ancora.

Su queste batterie ne sò un pochino. Sapevate che le Panasonic ed altre 18650 sono state anche testate dalla NASA ? (Il link sotto si apre anche se c'è scritto vietato :) )
Access forbidden!



(http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120016388.pdf)

Lucamax
23-03-2016, 07:28
Su Tesla....

A chi pensa che la compagnia Tesla, al pari di Apple ed il suo defunto profeta siano dei benefattori dell'umanità porgo una semplice domanda:

Come mai hanno sviluppato , e continuano a sviluppare e vendere , una supercar elettrica non certo economica e destinata ad un pubblico eletto di chi si può comprare un giocattolone per bambini adulti ed invece non hanno sviluppato una "volks wagen" cioè un auto del popolo , un auto destinata ad una larga fetta di consumatori ?

Perchè Tesla non ha fatto una Golf elettrica insomma ?

jumpjack
23-03-2016, 08:52
Sì vabbè, su aliexpress....
Così mi mandano un cilindretto di legno con sopra scritto NCR18650B.
Se in tutti gli altri siti costano tra i 12 e i 15 euro ma su aliexpress costano 4, ci sarà un motivo... Altrimenti i vari Lipopower&co comprerebbero stock di 10.000 celle e le venderebbero, che so, a 5 o 6 euro. Di certo non a 12 o 15.
Di sicuro non "investo" 800 euro su Aliexpress!

cristiano2B
23-03-2016, 09:25
Sì vabbè, su aliexpress....
Così mi mandano un cilindretto di legno con sopra scritto NCR18650B.
Se in tutti gli altri siti costano tra i 12 e i 15 euro ma su aliexpress costano 4, ci sarà un motivo... Altrimenti i vari Lipopower&co comprerebbero stock di 10.000 celle e le venderebbero, che so, a 5 o 6 euro. Di certo non a 12 o 15.
Di sicuro non "investo" 800 euro su Aliexpress!
ma che stai dicendo?
ho già acquistato mille volte su aliexpress, sempre tutto regolare.
anzi, se in due mesi non ti consegnano la merce, ti restituiscono i soldi. E' una condizione tassativa per essere venditore su aliexpress

cristiano2B
23-03-2016, 09:29
Su Tesla....

A chi pensa che la compagnia Tesla, al pari di Apple ed il suo defunto profeta siano dei benefattori dell'umanità
ma Tesla non sono benefattori dell'umanità, è un azienda americana, quindi è esclusivamente votata al profitto.
se tu hai un prodotto che non ha nessuno al mondo, lo vendi caro o lo svendi?
ti ho già quindi risposto implicitamente sul motivo per cui non hanno scelto di produrre una golf elettrica.

Lucamax
23-03-2016, 09:33
jumpjack guarda che ti sbagli, guarda :

53569

batterie acquistate in Olanda , IVA compresa , 3,15 Euro cadauna senza IVA

Su ALiexpress, ha ragione cristiano, in ogni caso se paghi con Paypal , ti rimborsano loro.

Lucamax
23-03-2016, 09:35
ti ho già quindi risposto implicitamente sul motivo per cui non hanno scelto di produrre una golf elettrica.

Se espliciti te ne sarò grato, sono un ragazzo di campagna.

cristiano2B
23-03-2016, 10:22
se voglio fare un prodotto che voglio vendere caro perchè è l'unico disponibile al mondo,
farò un prodotto di fascia alta (roadster) e non di fascia bassa (golf)
soprattutto in considerazione del fatto che essendo tesla un piccolissimo produttore di auto, non ha la capacità di produrre milioni di auto all'anno per soddisfare la richiesta di una "golf electric", mentre invece è in grado di produrre migliaia di auto per soddisfare la richiesta di supercar da 100mila € in su.

puoi linkare il sito olandese?
quella LG è splendida, ma l'avevo scartata perchè l'ho sempre trovata a più di 5€ a cella
dovrei "parallelare" un Vectrix NiMh e quelle celle sono ottime. Hanno solo una resistenza interna un po' troppo elevata per il mio scopo.

jumpjack
23-03-2016, 11:45
Intanto ho trovato una ricerca interessante:
A Comparative Testing Study of Commercial 18650-Format Lithium-Ion Battery Cells (http://jes.ecsdl.org/content/162/8/A1592.abstract)
Valentin Muenzela,z, Anthony F. Hollenkampb, Anand I. Bhattb,*, Julian de Hoogc, Marcus Brazila, Doreen A. Thomasd and Iven Mareelsa

Versione divulgativa: https://batterybro.com/blogs/18650-wholesale-battery-reviews/96816774-comparing-panasonic-a-panasonic-b-sanyo-and-ultrafire-cells

cristiano2B
23-03-2016, 14:57
ottimo contributo jack!
purtroppo devo confermare il test dell'articolo:
ho comprato delle ultrafire 9800mAh (gialle) ma da una prova empirica con un carico noto, ho riscontrato abbiano non più di 1100mAh

jumpjack
23-03-2016, 15:54
Anche questa ricerca NASA sulla sicurezza delle celle panasonic tramite maltrattamenti e abusi di povere celle inermi è interessante:
https://batteryworkshop.msfc.nasa.gov/presentations/Perf_Safe_Test_Panasonic_Li-Ion_NCR_18650_Cells_JRead.pdf


Summary
• The cell capacity degrades significantly over the
course of 200 cycles especially at the C charge and
discharge rates at room temperature. This capacity
degradation is exacerbated at lower temperatures
(-10oC)
• No potentially hazardous events were observed during
the overcharge, overdischarge, or external short circuit
tests. Extreme heat and fire were observed in most of
the internal short circuit and heat-to-vent tests.
• Only the external short circuit test cells were functional
after testing. The overcharged cells were open
circuited, the overdischarged into reversal test cells
were short circuited, and all cells from both the internal
short circuit and the heat-to-vent tests suffered
extreme thermal damage and loss of cell containment
integrity.


Cioè, non sono adatte per scariche intense, al massimo tollerano scariche a C/2, meglio se C/5; questo sembrerebbe significare che non sono molto adatte per la trazione,
dove si usano correnti di 100A, che significherebbe dover usare batterie da 200Ah, cioè roba enorme...
Però attenzione: è anche vero che sono celle da 237Wh/kg invece dei soliti 100, e ben 650Wh/litro invece dei tipici 200 Wh/L delle LiFePO4 tradizionali; questo significa che
una batteria da 72V/200Ah/14kWh , se fatta di normali LiFePO4 peserebbe 140 kg e occuperebbe 65 litri di spazio (7 casse d'acqua, o un cubo di 40x40x40cm), ma fatta con queste celle
peserebbe 60kg e occuperebbe 21 dm3 di spazio! (2,3 casse d'acqua, o un cubo 28x28x28cm; un foglio di carta è lungo 30 cm).

Un altro problema sembrerebbero essere i cicli: anche con scariche a C/2 si ha una perdita del 10% di capacità dopo 200 cicli; oltre non ci sono dati, ma immagino non vadano oltre i 400.
Anche però ipotizzando solo 200 cicli... significa comunque 200x14400Wh = 2.880.000 Wh di vita! Che per uno scooterone significherebbe 48000 km di vita delle batterie (96000 se arrivassero a 400).

Questi conti evidenziano un fatto interessante a cui non avevo pensato: se le nuove batterie che stanno per arrivare sul mercato avranno altissima capacità ma pochi cicli,
i cicli non saranno un problema, perchè la "vita chilometrica" complessiva sarà comunque alta:

Una batteria da 1000 cicli e 100Wh/kg ha una "vita chilometrica" di 1700 km/kg su uno scooterone (100x100.000/60).
La stessa vita chilometrica si ottiene con una batteria da 200 cicli e 500 Wh/kg.



Altro calcolo interessante:

per avere 100 km di autonomia:

scooterone con batterie classiche da 100 Wh/kg e 1000 cicli: 60 kg/44L
scooterone batterie Panasonic NCR18650B 250Wh/kg: 24kg/9L
scooterone con future batterie (500 Wh/kg) : 12 kg/8L? (= una singola batteria attuale del mio scooter, che ne monta 2! :-) )

auto con batterie classiche da 100 Wh/kg e 1000 cicli: 150 kg/111L
auto con batterie Panasonic NCR18650B 250Wh/kg: 60kg/23L
auto con future batterie (500 Wh/kg) : 30 kg/20L?



Ma tornando alla ricerca, queste celle risultano estremamente sicure, il che non è poco!

cristiano2B
23-03-2016, 17:55
sei giunto alla mia stessa conclusione:
per l'autotrazione sono meglio le LiPo che le LiFePo4
a parità di capacità, meglio avere minor peso che più longevità.

Un esempio pratico, ho un Vectrix Vx1 NiMh da convertire, se dovessi convertirlo con:
- LG INR18650 MJ1 3,5Ah 36S11P per 20kg ed un costo escluso tutto (solo per le celle) intorno ai 1500€.
Presunta vita 80.000 km.
- LiFePo4 40Ah Wiston o altre marche 40S1P per 64kg ed un prezzo intorno ai 1900€ comprandole bene.
Presunta vita 200.000 km.

autonomia (circa 85km) e capacità pacco (5.12kWh), identici in entrambi i casi.
Anzi, con le 18650 avendo 44kg in meno sul groppone, è plausibile che facciano qualche km in più delle lifepo4.
Ora, 80.000km soddisfano il 99% degli utenti che possiedono uno scooter.
200.000km con uno scooter, sono oltre ogni umano pensiero....

l'unica cosa molto negativa delle LiPo è che possono incendiarsi, contrariamente alle LiFePo4

jumpjack
23-03-2016, 21:30
sei giunto alla mia stessa conclusione:
per l'autotrazione sono meglio le LiPo che le LiFePo4
a parità di capacità, meglio avere minor peso che più longevità.
Assolutamente no! Le LiPo di tipo LiCoO2 sono bombe incendiarie, non vanno assolutamente bene per autotrazione! Ma le panasonic hanno le tensioni e capacità delle LiPo ma la sicurezza delle LiFePO4, quindi mi sembrano ottime.

lucusta
24-03-2016, 00:10
occhio che di cloni ncr18650B ce ne sono a bizzeffe (sullo stesso sito panasonic c'e' un PDF per riconoscerne i tratti distintivi: cappucci, astucci e curve), ed anche le LG sono clonate à gogo...

JJ, tempo fa' ho postato il video di una mod di pseudo ecojumbo (il nome di quello distribuito in cina nonme lo ricordo), modificato con un dual 8KW e con le LG...
faceva i 140-150Km/h....

jumpjack
24-03-2016, 07:58
Come si fa a restare in sella su uno scooter che va a 140 km/h??? Già a 90 all'ora l'aria ti strappa via dal manubrio!

Cmq quello dei cloni è un problema grosso: hai voglia a elencarmi i tratti distintivi di una cella genuina... ma chi le clona che problemi ha a replicare pure etichette, linguette, cappellotti e scritte? E cosa impedisce ai clonatori di pubblicare foto di celle genuine associate ai loro cloni?
Non credo sia materialmente possibile riconoscere una cella vera da una tarocca, online. O la va o la spacca.
Magari uno prima compra due sole celle e le testa, e se sono buone ne ordina 50 o quante gliene servono.

jumpjack
24-03-2016, 09:27
Interessante, ho trovato un sito europeo (olandese) che:

vende queste celle
ne vende altre analoghe
le fornisce con linguette presaldate
le vende a meno di 4 euro!


Pensavo che fossero 4 cose impossibili da avere in europa!

NKON | Panasonic NCR18650B 3350mAh - 6.7A (http://eu.nkon.nl/panasonic-ncr18650b-made-in-japan.html)
NKON | Samsung INR18650-25R - 18650 size - Rechargeable batteries (http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/samsung-18650-inr18650-25r.html)




Bisognerà passare un po' di tempo su quel sito, e anche su questa ottima pagina di comparazione:
Battery test-review 26650 comparator (http://lygte-info.dk/review/batteries2012/Common26650comparator.php)



Tabella di comparazione (per batterie da 10 km di autonomia):


18650 mAh E E/kWh Wh/kg Wh/L Exkm VolXkm kgXkm
Samsung INR18650-20R 2000mAh - 22A 2000 € 2,95 € 410 150 436 € 246 1,4 4,0 http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/samsung-inr18650-20r-2101.html
LG INR18650-HG2 3000mAh - 20A 3000 € 7,95 € 736 225 653 € 442 0,9 2,7 http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/lg-18650-hg2-button.html
Panasonic NCR18650B 3350mAh - 6.7A 3350 € 4,25 € 352 251 729 € 211 0,8 2,4 http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/panasonic-ncr18650b-made-in-japan.html
LG INR18650-MJ1 3500mAh - 10A 3500 € 4,95 € 393 263 762 € 236 0,8 2,3 http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/lg-inr18650-mj1.html
Samsung INR18650-35E 3450mAh - 10A 3450 € 5,45 € 439 259 751 € 263 0,8 2,3 http://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/samsung-inr18650-35e.html

26650 mAh E E/kWh Wh/kg Wh/L Exkm VolXkm kgXkm
Enerpower 26650 4700mAh - 14.1A 4700 €16,95 € 1002 178 491 € 601 1,2 1,7 http://eu.nkon.nl/rechargeable/26650/enerpower-26650-4500.html
Keeppower IMR26650 5200mAh - 15A 5200 €12,95 € 692 197 543 € 415 1,1 1,5 http://eu.nkon.nl/rechargeable/26650/keeppower-26650-5200-li-ion-battery.html
Sony US26650FTC1 LiFePo4 - 20A 3000 € 9,95 € 921 114 313 € 553 1,9 2,7 http://eu.nkon.nl/rechargeable/26650/sony-us26650ftc1.html
Keeppower IMR26650 4200mAh - 30A 4200 € 7,45 € 493 159 438 € 296 1,4 1,9 http://eu.nkon.nl/rechargeable/26650/keeppower-26650-4200-limn-50a-battery.html
Efest IMR26650 5200mAh - 15A 5200 € 9,95 € 532 197 543 € 319 1,1 1,5 http://eu.nkon.nl/rechargeable/26650/efest-imr-26650-5200.html


Siamo arrivati quasi a 800 Wh/L e meno di 400E/kWh! E io sto ancora con batterie da 150 Wh/L e 800E/kWh!!

jumpjack
24-03-2016, 18:58
Altri test interessanti sulle panasonic da 220 Wh/kg (INR18650-25R):
https://www.powerstream.com/p/INR18650-25R-datasheet.pdf


Mettendole in forno a 140° (LOL!!) raggiungono una temperatura massima di 144°C
Prendendole a martellate raggiungono una temperatura massima di 23°C (provate a prendere a martellate una LiPo...)
Applicandogli 20V invece di 4.2 per ricaricarle, raggiungono una temperatura massima di 115°C
Mettendole in cortocircuito arrivano al massimo a 55°C


Scaricate a 5C (10A) durano solo circa 130 cicli.
Per scariche più basse non ci sono dati. :preoccupato:
Non so quanti cicli duri una normale LiFePO4 scaricata a 5C.

Le LG 18650HE vanno molto meglio, con 300 cicli:
https://www.powerstream.com/p/LG%2018650HE2%20Technical%20Information.pdf

Però a quanto ho capito esistono due tipi di queste supercelle: di potenza e di capacità. Bisognerebbe capire che sigla hanno quelle di capacità.

jumpjack
25-03-2016, 14:02
Panoramica dell'evoluzione delle batterie panasonic/sanyo:
http://media.nmm.de/54/sonnemann_panasonic_15.11.2012_15.00_26769354.pdf

lucusta
27-03-2016, 16:01
conta che sotto una Tesla praticamente ci sono queste celle.
La fortuna e' che il pacco e' cosi' generoso che non riuscirai mai a scaricarle a piu' di 3C nelle partenze piu' malsane che puo' fare quell'auto.
nell'uso normale quei 300 cicli diventano 400-500 prima che la cella accusi una perdita di oltre il 25% della carica nominale, ed uniti ai 400 ed oltre Km di autonomia, garantiscono senza problemi 200.000Km prima di accusare degradimenti.
i superpacchi pero' costano :(

Giuseppet2016
28-03-2016, 16:31
Buongiorno - espongo il mio problema : ho acquistato recentemente un motorino usato elettrico Italvel Day elettrico - ma con sommo dispiacere mi sono accorto che le batterie fornite col veicolo sono di avviamento - ed hanno un autonomia di circa 15 km -( 4 batteria di 60 ah 12v ) ho quindi necessità di sostituirle con batterie adatte all uso ma non so orientarmi nell acquisto - qualcuno potrebbe consigliarmi ? e/o indicare un sito o altro per sistemare tale inconveniente?

farmarc
28-03-2016, 21:03
Se ti interessa dispongo di 16 celle lifepo4 da 40 ah con circa 400 cicli con cui dovresti percorrere più di 40 km; nel caso contrattami con messaggio privato.

jumpjack
30-03-2016, 08:51
@Giuseppet2016, dovresti aprire un thread apposito nella sezione cicomotori elettrici, qui sei offtopic.

Tornando in topic, Volkswagen parla di una futura auto con batteria da 101 kWh:
Volkswagen BUDD-e Update: 101 kWh Battery Provides 233 Miles Of EPA Range (http://insideevs.com/volkswagen-budd-e-update-101-kwh-battery-provides-233-miles-of-epa-range/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+InsideEvs+%28Inside+EVs%29)

Io ho calcolato che con le nuove celle Panasonic o LG di cui parlo sopra potrei avere nel mio scooter, al posto delle batterie Zem da 2880 Wh comprate nel 2011, o di quelle Ecoitalmotor da 2160Wh che ho adesso (essendo passato da LiCoO2 a LiFePo4), la bellezza di 5 kWh O PIU'!
Per l'esattezza, considerando che pagai le batterie 2000 euro, che pesavano 10+10 kg e contenevano 24+24Ah in 16 litri (oggi 8+8 kg, 18+18Ah in 16 litri), oggi potrei avere:

LG INR18650-MJ1 3500mAh - 10A:

A parità di prezzo: 5100 Wh / 85 km con l'Ecojumbo 5000 da 60 Wh/km (farei invece 113 km col vecchio scooter da 1500W e 45 Wh/km)
A parità di peso: 5300 Wh / 88 km / 2063 Euro (117 km col vecchio scooter)
A parità di volume: 12200 Wh/ 203 km (271 col vecchio scooter)!!! (però peserebbero 46 kg invece che 20, e costerebbero 5000 euro...)




Panasonic NCR18650B 3350mAh - 6.7A:

A parità di prezzo: 5700 Wh / 95 km con l'Ecojumbo 5000 da 60 Wh/km (farei invece 126 km col vecchio scooter da 1500W e 45 Wh/km)
A parità di peso: 5000 Wh / 84 km / 1771 Euro (112 km col vecchio scooter)
A parità di volume: 11700 Wh/ 195 km (260 col vecchio scooter) (46 kg e 4110 euro)


Per di più, penso che l'arrivo di queste nuove batterie farà presto calare parecchio il prezzo delle "vecchie" LiFePO4, che nessuno vorrà più...

Notare che "NCR" della Panasonic e "INR" della LG sono in sostanza la stessa chimica, a base di Nichel.

cristiano2B
30-03-2016, 14:54
non ho capito i chilometraggi tra parentesi del tuo vecchio scooter: sono tutti maggiori alle nuove batterie.
con le nuove batterie, diminuisci l'autonomia?

jumpjack
31-03-2016, 21:10
Col vecchio scooter Zem Star 45 da 1500W avrei le percorrenze tra parentesi, con l'Ecojumbo da 5000W le altre.
Adesso edito...

jumpjack
31-03-2016, 21:31
Sembra che anche le fantasmagoriche Valence stiano veleggiando verso prezzi ragionevoli!
http://www.amazon.com/VALENCE-LiFePO4-Lithium-Magnesium-Phosphate/dp/B014BQVVLA (40Ah/12V/480Wh a 350$, cioè 720 $/kWh)

Non mi ricordo se prima costavano 2000 euro a batteria da 12V (2700 E/kWh) o 2000 E/kWh, ma in entrambi i casi la riduzione di prezzo è notevole! (-60%)
Soprattutto considerando che sono batterie praticamente eterne (oltre 3000 cicli (https://www.valence.com/wp-content/uploads/2014/12/U1_12BMS_Datasheet_Nov_2014.pdf)).

cristiano2B
01-04-2016, 09:43
si ma sono usate

jumpjack
01-04-2016, 13:30
Ah non l'avevo visto... :doh: Avevo scordato che su Amazon si vende anche l'usato.

jumpjack
27-07-2016, 14:46
La Kokam si evolve passando a celle prismatiche NMC da 200Wh/kg:
http://kokam.com/wp-content/uploads/2016/03/SLPB-Cell-Brochure.pdf

90% DOD: 1C/1C 10000 cycle
100% DOD: 4C/4C over 4000 cycle

Ogni cella ha un suo fusibile (!)
Pare che per legge ora sia obbligatorio che i pacchi batteria per automotive abbiano un fusibile per cella.


La A123 non sta a guardare e produce ora anche pacchi batterie (ma solo per aziende):
Lithium Ion AMP20 Prismatic Energy Modules - A123 Systems (http://www.a123systems.com/products-modules-energy.htm)

Non solo: le celle prismatiche da 20Ah della A123 ora sono da 130 Wh/kg!
E le cilindriche ANR26650 durano 3000 cicli con DoD100% a 1C sia in carica che in scarica, e "solo" 1000 cicli se caricate a 1C e scaricate a 8C!

Ho anche trovato un recente documento della A123 con le linee guida per costruire batterie con le loro celle:
Con celle prismatiche 20Ah: http://www.formula-hybrid.org/wp-content/uploads/A123_AMP20_battery_Design_guide.pdf
Con celle cilindriche: http://www.formula-hybrid.org/wp-content/uploads/A123-Pack-Design-Guide-for-Cylindrical-Cells.pdf

Alcune cose che ho letto nella seconda guida:

è altamente sconsigliato, praticamente vietato, saldare a stagno le celle cilindriche: bisogna usare saldature "a resistenza" o "a punti"
è sconsigliato surriscaldare i contatti delle celle (cosa appunto necessaria per saldare a stagno, perchè il polo positivo è l'intero corpo-batteria, in alluminio)
in caso di montaggio fisico in serie, è obbligatorio distanziare di almeno 1mm le celle, per permettere al meccanismo di sfiato (sul polo positivo) di emergenza di aprirsi
non fissare meccanicamente le celle solo tramite le linguette di connessione, ma mediante appositi supporti
per batterie autmotive, proteggere il pacco batterie dalle vibrazioni
collegare come da schema fornito il BMS per evitare letture imprecise
il bilanciamento funziona meglio se effettuato a fine carica (SoC 90%) o a fine scarica (SoC 30%) , perchè la curva di carica/scarica diventa meno piatta e quindi le letture di tensione sono più precise e affidabili, e se la batteria sta ricevendo/inviando al massimo C/2 di corrente.
usare sistemi ridondanti per prevenire overcarica
nella zona piatta, la curva di scarica cala di circa 1mV per punto percentuale di SoC, quindi per poter usare un voltmetro per determinare il SoC dovrebbe avere precisione di 1mV o meno (per cella). La dipendenza della tensione da una molteplicità di parametri comporta che una tensione di 3.32V su una cella potrebbe significare una SoC del 43% o del 66%.
se una cella cade da più di 1,2 m di altezza, è da buttare
se una cella va in cortocircuito anche solo per un attimo, buttarla
in caso di inutilizzo prolungato, ricaricare le celle almeno ogni 4 ANNI (!!!)

Alby62
01-08-2016, 15:01
non sò se out of topic , ma è meglio caricare le batterie al litio ( per farle durare è+ a lungo )

quando sono scariche al 20% della loro capacità DOD 80%, e ricaricarle al 100%,
oppure

ricaricare quando sono al 60 - 70 % ( DOD 40-30%) e ricaricare al 100%

oppure
ricaricare BIBERONANDO quando sono al 60 - 70 % ( DOD 40-30%) e ricaricare al 80 - 90 %, E DOPO TRE- 4 DI QUESTE RICARICHE , FARE LA CARICA CON BILANCIAMENTO AL 100%

quale risulterebbe la migliore per una vita + longeva ?

grazie pe r l'eventuale risposta

jumpjack
01-08-2016, 15:57
Con le LiFePO4, con DoD <80% puoi ricaricare quando ti pare senza troppi problemi.
La durata pù lunga la avresti scaricando con DoD <10%, arrivando a 10.000 cicli... ma non è che servirebbe a molto fare così pochi km per volta!

...poi ci sono anche celle esagerate che durano anche 3000 cicli con DoD al 100% e scariche da 2C (come le A123 26650 di ultima generazione), ma non potendo sapere quali celle di preciso vengono usate in una generica batteria LiFePO4, meglio tenersi sul sicuro.

Alby62
01-08-2016, 21:53
grazie per l'aiuto

cristiano2B
02-08-2016, 10:09
dipende anche dall'apparecchio su cui sono montate.
Per esempio sul mio Vectrix, la fine carica è 3.50V per cella, per cui quando carichi al massimo, sei al 90/95%
Cmque su qualsiasi chimica litio è sempre meglio non scendere al di sotto del 30% di soc (70% DOD)

E sfruttare per caricare in qualsiasi occasione.
Per esempio se ho autonomia di 100km, faccio 30km e poi torno a casa sapendo che dopo poche ore, devo fare altri 30Km, nonostante l'autonomia sia sufficiente, è molto meglio ricaricare tra i due tragitti di 30km.

Inoltre molti sottovalutano un aspetto: ricaricare sempre alla minor corrente possibile.
In apparecchi che lo consentono, non ha senso caricare alla massima corrente, quando so già che non utilizzerò l'apparecchio per 3gg!
Lo caricherò alla minima corrente disponibile anche se ci volessero 2gg (tanto ne ho a disposizione 3 di giorni...)
Questa è una regola di base valida per qualsiasi specifica della batteria, indipendentemente dalle caratteristiche della batteria.
Facciamo un esempio banale per far capire:
in una moto/auto con batterie che possono essere caricate a 50A e normalmente caricano a 20A e ci mettono 8 ore a caricare il mezzo, se so già di lasciarlo in garage 3gg è perfettamente inutile caricarlo in 8 ore a 20A.
Lo caricherò a 3A e ci metterò quasi 3gg.
Mentre invece molti fanno il ragionamento: "siccome possono essere caricate a 50A e io già le sottocarico a 20A, non mi preoccupo del tempo e le carico sempre a 20A".
Sbagliato.
Le moderne litio possono assorbire grandi picchi di corrente ed essere caricate ad alte correnti, ma ciò non vuol dire che se utilizzate sempre al massimo dei limiti scritti nel loro datascheet, la loro attesa di vita rimane immutata, anzi proprio il contrario.
L'unico limite è che ad oggi sono pochi gli apparecchi che danno la possibilità di scegliere la corrente di carica.

cristiano2B
02-08-2016, 10:29
Nessuna novità dall'azienda spagnola che NON vende a privati,
che dichiarava di produrre delle alluminio grafene, con capacità di 5 volte le attuali LiPo (a parità di volume e peso) e con 6000 cicli dod 80% ???

jumpjack
22-08-2016, 19:56
Si vocifera che le nuove auto da 300 km di autonomia sarebbero alimentate da batterie NMC - Nickel Manganese Cobalt:

NMC may also be a key material in the new and improved batteries used in the next generation of 200-mile EVs
https://chargedevs.com/newswire/battery-giants-square-off-for-court-battle-over-lithium-ion-patents/

Il problema è che sono in sperimentazione molteplici varianti, con percentuali diverse di N, M e C, quindi non è facile brevettare il tutto...

Comunque, ecco i dati di (almeno) un tipo:
>150 Wh/kg
Carica a 3C e scarica a 8C
8000 cicli all'80%
http://www.forseepower.fr/wp-content/uploads/2015/10/30092015-Data-Sheet-Energy-Power-NMC-System-ENG1.pdf


Le LiFePO4 delle auto attuali non superano i 90 Wh/kg e stanno intorno ai 150 km di autonomia.
Con i "classici" 150-200 kg di batterie, con le LiFePO4 si arriverebbe a 13-18 kWh (100-150 km con un'utilitaria da 120 Wh/km), mentre con NMC da 150 Wh/kg si arriverebbe a 22-30 kWh, che è per l'appunto il "taglio" delle prossime auto elettriche (anche se sono già all'orizzonte quelle da 50 kWh).


Qui c'è un confronto (del 2014) tra NCA (Nickel Cobalt oxide) , NMC (Nickel Manganese Cobalt) , LFP (LiFePO4) e LMO (Manganese Spinel), che però dà per le LFP lo strano risultato di meno di 1000 cicli:
http://tra2014.traconference.eu/papers/pdfs/TRA2014_Fpaper_17951.pdf


Secondo questi dati del 2012, invece, durano di più le LFP:
https://www.lightingglobal.org/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/67_Issue10_Lithium-ionBattery_TechNote_final.pdf

A proposito delle differenti ricette delle NMC:


Other combinations, such as NCM, CMN, CNM, MNC and MCN are also being offered in which the metal content of the cathode deviates from the 1/3 - 1/3 - 1/3 formula. Manufacturers keep the exact ratio a well-guarded secret.
http://incellint.com/wp-content/uploads/2015/06/Comparison_Common-Lithium-Technologies_.pdf

jumpjack
24-08-2016, 17:24
Svendita di celle Panasonic NCR18650 da 200 Wh/kg e 580 Wh/L (a detta loro, 60% in meno):
Genuine Panasonic NCR18650PF GA 10A High Drain - In Stock! (http://www.centrix-intl.com/details.asp?Parent2ID=3&productid=13073&gclid=CIXkvoq42s4CFc0y0wodI-IInw)

200 celle (cioè una batteria da 60V/35Ah/2100Wh (16S12P)) costerebbero 800 dollari o 710 euro (380 dollari/kWh, 337 Euro/kWh).
In teoria peserebbe 10.5 kg e avrebbe un volume di 3.6 litri ( = un paio di bottiglie d'acqua o poco più).
Ovviamente tra cablaggi, contenitore e BMS si avrebbero peso e volume leggermente superiori.

Al momento sul mio Ecojumbo ho la stessa quantità di Wh, ma in 20 kg e 16 litri (per non parlare dei 1600 euro).

jumpjack
24-08-2016, 17:32
LG mostra una batteria per cellulare ad alta densità e a ricarica ultrarapida:
New battery tech gives 10 hours of talk time after only 5 minutes on charge (http://newatlas.com/huawei-fast-charging-li-ion-batteries/40421/?li_source=LI&li_medium=default-widget)

620 Wh/L, batteria da 3 Ah ricaricata al 50% in 5 minuti.
Scalando alle dimensioni di uno scooter, per caricare una batteria da 60V/30Ah/1800Wh in 5 minuti (0.083 ore) servirebbe però un caricabatterie da 11 kW... quindi dovremmo semmai accontentarci dei 620 Wh/L e usare invece una ricarica lenta. Oppure mettere un BMS cazzuto (da 200A!!), un CB altrettanto cazzuto, e una spina Mennekes! :-)

cristiano2B
27-08-2016, 07:16
occhio che di Panasonic 18650 contraffatte ce n'è in giro una marea...
il tuo link non si apre, saranno già fuggiti? :bye1:

cristiano2B
27-08-2016, 07:28
ora si è aperto.
si ma 60% sul prezzo di listino di 14.99$

il prezzo è di mercato, anzi su aliexpress si trovano anche a qualcosa in meno di 3.99$

e poi c'è sempre il problema resistenza interna: con 34 mOhm di quanto scenderà la tensione nelle accelerazioni, rispetto ai 2/3 mOhm delle LiFePo4 ???

Per tutto il resto sono fantastiche: rapporto peso potenza al TOP.

jumpjack
28-08-2016, 17:53
Le batterie del futuro saranno un ritorno al passato?
Forse (e dico Forse) è Risolto il Problema Tecnologico del Secolo: la Pila - Rischio Calcolato | Rischio Calcolato (http://www.rischiocalcolato.it/2016/08/forse-dico-forse-risolto-problema-tecnologico-del-secolo-la-pila.html)

55783

le batterie a litio metallico anzichè litio ionico furono inventate nel lontano 1976 ma presto abbandonate perchè sull'elettrodo di litio tendevano a svilupparsi col tempo "rametti" di litio che mettevano in corto la cella incendiandola...
Questo nuovo separatore solido dovrebbe quindi ovviare il problema. Vediamo se si trova qualche ricerca...

lucusta
31-08-2016, 03:41
http://www.nature.com/nature/outlook/batteries/pdf/batteries.pdf
gia' immagino auto con 6 batterie cilindriche da 15x40cm da 20Kg/7litri e 8kWh, per una 40ina di kW da utilizzare, circa 200Km di autonomia, e da cambiare rapidamente da un distributore, usando il classico reso a vuoto.

ma sono un sognatore...
intanto evpower sta' vendendo le LTO; per utilizzi brevi e duraturi sarebbero ottimali.
io stavo pensando ad una bici a pedalata assistita; a 4C le ricarichi in un quarto d'ora, le puoi scaricare anche a 10C; cicli elevatissimi, e paragonabili alle peggiori LiFePO4 come capacità gravimentrica (mentre la volumetrica e' molto meglio).

di buono e' che le puoi mantenere anche scariche che non si rovinano.

jumpjack
01-09-2016, 10:36
http://www.nature.com/nature/outlook/batteries/pdf/batteries.pdf


SolidEnergy is introducing its materials for drones this year; watches & wearables in 2016; smartphones in 2017; and electric vehicles in 2018

Quindi il prossimo anno potremo finalmente avere cellulari che arrivano a fine giornata senza bisogno di ricarica... :-)
E nel 2018 un bello scooter da 10 kWh! :-)

lucusta
01-09-2016, 12:09
Quindi il prossimo anno potremo finalmente avere cellulari che arrivano a fine giornata senza bisogno di ricarica... :-)
E nel 2018 un bello scooter da 10 kWh! :-)

per il cellulare, probabilmente qualcuno si, per gli scooter... mhm.....
anche se il modo in cui si fanno e' simile alla vecchia tecnologia, l'ostacolo maggiore sono le royalty.
diritti di tecnologia e diffusione sul mercato sono due cose che non hanno mai legato bene, purtroppo.
se questa tecnologia l'avesse prodotta Samsung, LG o Panasonic ti avrei risposto che sicuramente un pacco te lo saresti potuto fare, ma questa e' realmente una piccola azienda, e da sola non puo' produrre la massa che richiede il mercato, mentre per la cessione a terzi della tecnologia intervengono le royalty.

poi, se ci pensi, gia' oggi puoi farti comodamente un pacco da 10kW con le 18650 (scomodo, ma funzionale), solo che ti costa molto di piu' per ogni kW, e se ce ne vuoi mettere molti di piu', diventa un molto x molto piu' costoso!!

ad occhio e croce non credo che scenderanno sul prezzo $ al kW, almeno per i primi 3 o 4 anni.
le nuove tecnologie sulle batterie stanno per presentarsi al mercato, ma hanno spazio operativo per almeno qualche altro anno, e devono "spremere il limone"...

di contro, pero', la vecchia tecnologia potrebbe scendere sufficientemente di prezzo, perche' non concorrenziale (su altri aspetti, come peso e volume totale assoluto), e chi non acquista le royalty per la nuova tecnologia (e saranno colossi, in grado di produrre realmente tanto), sarà costretto a cedere un po' di profitto.
purtroppo le quotazioni delle batterie e' piu' altalenante del prezzo del petrolio!
dipende dalla diffusione e dalla disponibilità sul mercato... oggi sono altine; portatili e cellulari si vendono meno da parecchio, ed hanno chiuso un po' i rubinetti della produzione.

per i cellulari che arrivano a fine giornata, no... non ci sperare.
per aumentare le (inutili) prestazioni stanno alzando i livelli di consumo;
se consuma si deve raffreddare;
se si deve raffreddare crescono i sistemi di dissipazione (siamo arrivati alle headpipe anche nei cellulari!);
se questi crescono diminuisce lo spazio dedicato alla batteria;
una batteria con una capacità superiore verrà tradotta in elementi piu' piccoli e non con piu' carica;
unisci cosi la stessa carica o poco piu' con un consumo piu' elevato... otterrai che, come prima, a fine giornata ci arrivi a stento (poi, tanto, che ci fai che ti dura una giornata di lavoro e una notte in standby?).

jumpjack
07-09-2016, 09:09
Se finalmente inizia la produzione su scala industriale invece che a 1 milligrammo per volta in laboratorio, potrebbero davvero finalmente vedere la luce le batterie al grafene.

Questo è un modo un po' bizzarro per avviare la produzione su larga scala, ma tant'è...
Comoda e resistente: ecco la prima scarpa in grafene - Repubblica.it (http://www.repubblica.it/scienze/2016/09/05/foto/la_prima_scarpa_in_grafene-147231382/1/#1)

jumpjack
14-09-2016, 08:19
Qui vendono batterie al grafene da 5000 cicli, ma non so a che prezzo, e anche le nuove batterie NCM, una specie di evoluzione "non incendiaria" delle Lipo:
NCM EV Battery - Shenzhen Westart Technology Co.,Ltd. (http://www.szwestart.com/ProductList.Asp?SortID=1)

jumpjack
21-09-2016, 09:07
La Kokam dice di avere batterie che non solo sono NMC (modernizzazione delle LiPo, ora più sicure), ma sono anche MEGLIO delle NCM "comuni":
Cell - Kokam - Great Power for Everyone (http://kokam.com/cell/)

jumpjack
21-09-2016, 09:23
Studio su durata battrie NMC:
http://mat4bat.eu/wp-content/uploads/2014/03/Cycling-Aging-of-Lithium-Ion-batteries_Grolleau_EIGSI.pdf

Durano migliaia di cicli.
A basse temperature (5°C) perdono "subito" (dopo 1000 cicli) "molta" capacità (nel senso che si riducono subito all'80% della capacità iniziale, però poi si mantiene comunque costante per migliaia di cicli).

Diciamo insomma che dopo 1000 cicli una LiFePO4 arriva a fine vita, mentre una NMC è solo all'inizio, perchè ne durerà altri 2-3000.


Io però devo ancora capire dove comprarle!

cristiano2B
22-09-2016, 08:36
Diciamo insomma che dopo 1000 cicli una LiFePO4 arriva a fine vita

le LiFePO4 durano 2000 cicli dod 80%, 3000 cicli dod 70%

molto interessante il pdf

jumpjack
23-09-2016, 08:18
Ricerca e sviluppo in corso in Svizzera su celle NMC della Leclanche:
http://www.batteries2020.eu/publications/201605-External/SessionI_Materials_improvement_cells_manufacturing .pdf


Con le NMC è anche più facile conoscere lo stato di carica (SoC), perchè la curva di scarica non è completamente piatta:
http://www.batteries2020.eu/publications/201509EPE15/HowToModel_a_Battery_final.pdf (p.22)

Lo svantaggio è che i dispositivi che le usano devono sopportare un range di tensione ampio: 0.7V/cella, cioè:
48V/14S --> 9.8V
60V/16S --> 11.2V
330V/90S (auto) --> 63.0V

Per confronto, una LiFePO4 completamente carica sta a 3,4V, una al 10% di carica sta a 3V,

jumpjack
24-09-2016, 15:55
Batteria NCM per ciclomotori a 48V: (http://www.szwestart.com/ProductView.asp?ID=1065)

48V/75Ah (3600 Wh).
Dimensioni 381x220x133 mm (11,14 litri)
Peso 19.5 kg.
Potenza continua: 10 kW (3C)
Potenza di picco: 8 kW (5C)
Ricarica standard: 15A (C5, ricarica in 5 ore)
Ricarica veloce: 75A (C1, ricarica in un'ora)


323 Wh/L
184 Wh/kg
2500 cicli con DoD 80% (= 9.000.000 Wh, 200.000 km con un ciclomotore elettrico).


Batteria NCM per scooteroni da 60V: (http://www.szwestart.com/ProductView.asp?ID=1066)

60V/50Ah (3000 Wh)
Dimensioni 315x220x133 mm (9,21 litri)
Peso 16.5 kg.
Potenza continua: 9 kW (3C)
Potenza di picco: 15 kW (5C)
Ricarica standard: 10A (C5, ricarica in 5 ore)
Ricarica veloce: 50A (C1, ricarica in un'ora)


325 Wh/L
181 Wh/kg
2500 cicli con DoD 80% (= 7.500.000 Wh, 125.000 km con uno scooterone elettrico)

lucusta
24-09-2016, 23:09
jumpjack,
il discorso dei cicli e' relativo.
puo' andare bene anche una batteria che ha solo 500 cicli "buoni", ma un'enorme capacità, come puo' andare bene una batterie ache ha moltissimi cicli, ma una bassa capacità.
dipende essenzialmente dall'autonomia totale garantita.
se il target di percorrenza è di 30Km al giorno, anche una batteria con poca capacità va' bene, basta che abbia realmente molti cicli, perche' la devi ricaricre 1 o 2 volte al giorno.
le LTO, ad esempio, sono affascinanti perche' hanno ratei di carica realmente elevati, fino a 6C, ossia caricano in 10-15 minuti; non hanno elevata capacità, ma hanno decine di migliaia di cicli... a 20 minuti a carica, basta che hai anche 60Km di autonomia, soddisfi un sacco di condizioni.
le celle LiPo invece, se ben trattate e ben settate come capacità del pacco, possono permettere enormi percorrenze, quindi anche se fanno "solo" 500 cicli, la percorrenza totale e' la medesima.
ad oggi ancora non esiste la batteria perfetta (alta capacità e alto numero di cicli), ma per una batteria ottima per lo specifico uso del proprio mezzo, invece, la scelta si è ampliata enormemente.

cristiano2B
26-09-2016, 11:57
completamente d'accordo.
personalmente preferisco 500 cicli con alta capacità, per 3 motivi:
1) autonomia grande, significa niente soste x rifornimenti
2) ogni volta che carichiamo, perdiamo dal 15 a 35% dell'energia, a seconda della chimica
3) con maggiore capacità, posso decidere quando caricare (di notte e nei we), con minore capacità sono costretto a caricare quando il pacco è scarico.

jumpjack
26-09-2016, 13:14
completamente d'accordo.
personalmente preferisco 500 cicli con alta capacità, per 3 motivi:

2) ogni volta che carichiamo, perdiamo dal 15 a 35% dell'energia, a seconda della chimica


?!???

Comunque io aggiungo un quarto punto:
4) Se le batterie "finiscono" prima, possiamo poi installare batterie più moderne; se invece metto batterie da 4000 cicli, mi tocca tenermele fino al 2025!
Per uno "sperimentatore/pioniere" è una noia. :-)

Quindi probabilmente mi farò una batteria di celle panasonic da 300 cicli e 250 Wh/kg piuttosto che una di celle NCM da 4000 cicli e 150 Wh/kg.
Ma tutto dipende poi dal prezzo...

cristiano2B
26-09-2016, 13:23
Comunque io aggiungo un quarto punto:
4) Se le batterie "finiscono" prima, possiamo poi installare batterie più moderne; se invece metto batterie da 4000 cicli, mi tocca tenermele fino al 2025!
Per uno "sperimentatore/pioniere" è una noia. :-)


no jump
rileggi bene il post di locusta in cui spiega chiaramente il concetto:
le celle a bassi cicli, non finiscono prima in termini di tempo, se ben dimensionate durano esattamente come quelle ad alti cicli

riccardo urciuoli
26-09-2016, 14:19
forse sfugge il fatto che oltre il numero di cicli c'è anche un invecchiamento... prima o poi le batterie muoiono pure a tenerle cariche su uno scaffale.

Altrimenti le piramidi le avrebbero fatte con le NCM :spettacolo:

jumpjack
26-09-2016, 14:43
Sull'invecchiamento su scaffale purtroppo i fornitori non forniscono dati, e di letteratura ce n'è ancora poca... E intanto le chimiche si moltiplicano: la "ricerca a posteriori" (leggasi: studio delle performance effettive) non riesce a tenere il passo con la "ricerca a priori" (leggasi: invenzione di nuove batterie).
Comunque ho l'impressione che stia per succedere come coi pannelli solari, che nel giro di un anno crollarono da 2 a 0,5 euro/watt perche' tutti si misero a produrli.
Qua si sta prospettando l'apertura improvvisa di un mercato da miliardi di euro, quindi mi sa che parecchie aziende stanno per buttarsi a capofitto in questa scommessa... e noi ci ritroveremo piacevolmente tra le mani batterie da 100$/kWh! :-)

cristiano2B
26-09-2016, 15:28
forse sfugge il fatto che oltre il numero di cicli c'è anche un invecchiamento...
ragazzi...
rileggete il post di lucusta in cui spiega molto chiaramente che se il rapporto cicli/capacità è costante, lo è anche il tempo e quindi anche l'invecchiamento

cristiano2B
26-09-2016, 15:43
Comunque ho l'impressione che stia per succedere come coi pannelli solari, che nel giro di un anno crollarono da 2 a 0,5 euro/watt perche' tutti si misero a produrli.

vorrei tanto che fosse così
purtroppo la tecnologia del FV è abbastanza povera se fatta con giunzioni non dell'ultimo tipo e in molti possono produrla
la tecnologia delle batterie invece è più complessa, anche se non complessissima e bisogna aver un certo grado di specializzazione per produrle, certo è che col tempo, questa specializzazione arriverà a molti più produttori rispetto a oggi.
Inoltre in ambito di materie prime industriali, il litio è enormemente più costoso del silicio e perciò un abbassamento repentino tipo quello FV, non ci può essere.
Lo scenario più plausibile sembra essere quello di una lenta discesa dei prezzi delle batterie a scaglioni in base alle nuove tecnologie.
Esempio: col grafene sicuramente si abbasserà il prezzo, perchè ci vuole la metà del litio per avere le stesse prestazioni, quindi passato questo step iniziale della novità del grafene dove i prezzi sono ancora alti, i prezzi caleranno lentamente fino alla prossima implementazione tecnologica e così via.

riccardo urciuoli
26-09-2016, 15:46
questa non l'ho capita... e non è vero.

Per un impiego normale, che prevede 1-2 cicli di ricarica al giorno anzi tipicamente meno, non servono migliaia di cicli perchè è presente un invecchiamento anche in assenza di uso, i veicoli invecchiano ecc ecc

E poi ricordiamo che dopo i cicli citati le batterie non sono da buttare ma hanno solo perso un tot di capacità?

Insomma... bisogna fare un rapporto costo/benefici, e non è facile perchè siamo agli inizi ma...

Le mie "bistrattate" LiFeYPO4 dopo più di 3 anni e 40000km non mostrano segni di cedimento. Vedremo ma... più che un aumento del numero di cicli a me sembra urga una riduzione costo, peso e ingombro al kWh

cristiano2B
26-09-2016, 16:41
è chiaro che bisogna restare nei parametri dei costruttori, un conto è fare una stima decennale ed un altro farla trentennale, è ovvio che cambia.
ma tutti abbiamo dato per scontato un uso decennale e in dieci anni vale quello scritto più sopra "se il rapporto cicli/capacità è costante, lo è anche il tempo"

dal punto di vista della vita presunta, un pacco da 3kWh con 3000 cicli, corrisponde ad uno da 9kWh con 1000 cicli
nello stesso arco di tempo (10 anni)
con tutte le differenze possibili ed immaginabili in fatto di Cmax di scarica, Cmax di carica, etc. etc.

jumpjack
26-09-2016, 20:39
ragazzi...
rileggete il post di lucusta in cui spiega molto chiaramente che se il rapporto cicli/capacità è costante, lo è anche il tempo e quindi anche l'invecchiamento
invecchiamento e cicli sono due cose completamente distinte e indipendenti.
Una cella può morire di vecchiaia anche se non la carichi/scarichi nemmeno una volta, basta tenerla su uno scaffale per 10 anni.
Infatti la A123 produce celle con un foro di riempimento, e le riempie solo al momento di venderle (come si fa con le batterie al piombo).

cristiano2B
27-09-2016, 09:44
invecchiamento e cicli sono due cose completamente distinte e indipendenti.

eh certo.
e chi ha scritto il contrario?

jumpjack
10-10-2016, 09:35
Mi è arrivato il preventivo per le celle NCM Westart:
3.7V30Ah: US$32.4/set.

Significa 292 $/kWh, cioè 260 E/kWh!

Considerando anche i 4000 cicli e la densità di 200 Wh/kg e di 400Wh/L, risulta in conclusione:

1/2 del costo delle LiFePO4
2x vita vs LiFePO4
2x Wh/kg vs LiFePO4
2x Wh/L vs LiFePO4


Cioè è come dire che queste celle durano 4 volte tanto o costano 4 volte di meno (se ci riferiamo ai kWh totali erogabili nella vita della cella); e sono anche più piccole e più leggere.

Quindi con gli 8000 euro (ipotetici) necessari per la batteria di una Citroen Czero ora si potrebbe installare una batteria da 32 kWh invece che 16, per una percorrenza di 260 km anzichè 130, per una percorrenza totale di 1.000.000 di km anzichè 150.000; e peserebbe 160 kg invece che 200.

A proposito: siete pronti per le nuove super-ibride a lunga percorrenza? La Mitsubishi ha già presentato un concept di SUV da 120 km di autonomia in solo elettrico! Praticamente in solo elettrico ha l'autonomia di una "vecchia" auto elettrica! :-)

cristiano2B
10-10-2016, 11:44
trasporto?
incide parecchio, a me su un preventivo di 2240$ di batterie, volevano 971$ di trasporto su Italia.

jumpjack
10-10-2016, 15:21
Caspita! 1000 dollari di trasporto??? E' una follia!

cristiano2B
11-10-2016, 09:04
si, una follia.
ho chiesto quanto costa il trasporto via nave, con i classici 2 mesi di tempo x la consegna, ma hanno risposto che non è possibile.
Quindi credo che deviano parte del costo delle batterie sul prezzo del trasporto.

jumpjack
11-10-2016, 16:16
Non mi ricordo se ho mai postato questo link (http://lygte-info.dk/review/batteries2012/Keeppower%20IMR26650%205200mAh%20(Black)%202014%20 UK.html) a un sito (lygte-info.dk)che testa le varie tipologie di batterie esistenti, probabilmente sì, però ora ho trovato un sito simile che non conoscevo; è meno "fornito", ma comunque utile:
AkkuDB: Liste aller Testergebnisse (http://www.dampfakkus.de/liste_akkus.php)

jumpjack
13-10-2016, 09:10
Notizie buone e cattive dal mondo delle batterie:

LiFePO4 da 146 Wh/kg (anzichè 100): http://cordis.europa.eu/docs/projects/cnect/4/285224/080/deliverables/001-D41SuperLIBDeliverablev03942012final.pdf

NMC che non superano il "test del chiodo": YouTube (https://youtu.be/F22zfGktVlw)

cristiano2B
13-10-2016, 10:44
è una release del 2012, quindi probabilmente con dati del 2011, son passati 5 anni ed è già obsoleto.
questo la dice lunga sull'incremento del settore dei prossimi anni.

carest
13-10-2016, 11:48
Nuova batteria per la ZOE da 41kWh; dimensione identica alla precedente da22kWh, con nuova chimica... qualcuno lo sa di che tipo? Auto elettriche: Renault Zoe ZE 40 debutta al Salone di Parigi - GreenStyle (http://www.greenstyle.it/auto-elettriche-renault-zoe-ze-40-debutta-al-salone-di-parigi-206118.html)
Interessante è il fatto che la batteria "costa" 8000€ (meno di 200€ al kWh) dai dati di listino Renault (si scarica in fondo alla pagina): Compravendita di auto nuove, veicoli commerciali, auto usate, accessori e concessionari - Renault (http://www.energeticambiente.it/redirect-to/?redirect=http%3A%2F%2Fpromozioni.renault.it%2Fpro mo%2Fautomobili%2Fzoe)

jumpjack
02-02-2017, 13:07
Samsung annuncia batterie che permetteranno di ricaricare 500 km di autonomia in 20 minuti!

Venti minuti, appena 20 minuti: è il tempo che impiegano le nuove batterie messe a punto da Samsung SDI per rifornirsi di energia sufficiente a percorrere 500 km di strada. Le ha svelate al Salone di Detroit 2017 la divisione del colosso sudcoreano dedicata alla produzione di accumulatori per l’industria automobilistica. Auto elettriche, le batterie fanno progressi: Samsung annuncia quelle che si ricaricano in 20 minuti - La Stampa (http://www.lastampa.it/2017/01/12/motori/tecnologia/auto-elettriche-le-batterie-fanno-progressi-samsung-annuncia-quelle-che-si-ricaricano-in-minuti-H3438f9elhZliCL4xUsUcN/pagina.html)

Considerando consumi di 150 Wh/km, significa che servirà un caricabatterie da 225 kW.
Ma significa anche che, non essendoci certo bisogno di fare il pieno tutti i giorni, basterà sostare 5 minuti al distributore per ricaricare 125 km (ricarica a 1500 km/h!!!)

Giusto per curiosità, con la benzina si ricaricano 500 km in 5 minuti, cioè la "potenza di ricarica equivalente" è pari a 900 kW, che mi sembra una cifra che non sarà mai raggiungibile (non che ce ne sia bisogno).