Le batterie del futuro: Litio-Silicio, Litio-Aria, Litio-Zolfo, Grafene ...

[carest]

Ma quelle sono batterie da modellismo... scariche a 15C sono anche poche; normalmente le li-po arrivano anche a 30C

[jumpjack]

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.
:-)

[richiurci]

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]

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]

Chissà se sono già in commercio??? .... http://grabat.es/

[lucusta]

Chissà se sono già in commercio??? .... http://grabat.es/

Revolutionary graphene polymer batteries for electric cars | Graphene-Info
Graphenano | Graphene-Info
Graphenano now offers graphene-based paint called Graphenstone | Graphene-Info
Revolutionary graphene polymer batteries charging 10 minutes to run 1000 km

ma in effetti:
Graphene Batteries Appear, Results Questionable | Hackaday

non si sa' nulla...

[Sige]

http://www.directa-plus.com
Di questi qui se ne sa niente????

[argonaute]

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]

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]

Ok per tutto (ma comunque le litio mi sono antipatiche), 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]

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]

riferimento di celle pb acido da 1500 cicli:

HOPPECKE Batterien - trak® air

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

[jumpjack]

Interessante:

http://www.hoppecke.com/content/down...trakAir_it.pdf

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

Interessante datasheet!
http://www.bisol.com/images/Datashee...r.power_en.pdf

1500 cicli di ricarica come MINIMO!!!

[jumpjack]

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]

@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]

Tutte le nuove "supermacchine" annunciate negli ultimi mesi, grazie alle nuove "superbatterie" in arrivo:
Opel Bolt - 2018 - 320km
Renault Zoe - 2017 - 300-320 km
Nissan Leaf - 2017 - 340 km
Tesla 3 - 2017 - 320 km
Mercedes classe B - 2017 - 500km
Audi e-tron - 2018 - 500km
Volksvagen Golf-e - 2018 - 300 km
Mitsubishi Ex - 2020 - 400 km
Porsche - 400km
BMW i3 2017 - 2017 - 290km

[jumpjack]

ma poi io devo ancora capire QUALI sarebbero le batterie che consentirebbero tutto cio'...

[cristiano2B]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

dai, allega una foto delle due batterie che stai testando, che siamo tutti curiosi.

[jumpjack]

"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]

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]

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]

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
Certo 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