Instagram

Facebook

Hur får batteriutvecklaren ekvationen att gå ihop


2017-12-14

Ed Fontes är CTO för COMSOL vars mjukvara används för att simulera framtidens batterier.
Bild:COMSOL
Ed Fontes är CTO för COMSOL vars mjukvara används för att simulera framtidens batterier.

Dagens batteriutvecklare ska öka batteriets livslängd, energi- och effektdensitet, men samtidigt minska laddningstiden. Dessutom ska detta göras till en lägre kostnad. Är det möjligt att få ekvationen att gå ihop?

Den svenskutvecklade mjukvaran COMSOL Multiphysics hjälper världsledande forskare, fordonstillverkare och elektronikproducenter att förstå batteriets funktion och hur dess prestanda kan optimeras.

- Utvecklingen av elfordon driver just nu på utvecklingen av förbättrade batterier. För att öka prestandan krävs det forskning och utveckling, där modellering och simulering pekar ut välbehövliga genvägar, säger Ed Fontes som är CTO på COMSOL och som dessutom har en doktorsexamen i tillämpad elektrokemi från KTH.

Dagens batterier börjar närma sig sitt teoretiska maximum i energidensitet. Energidensiteten begränsas av batterikemin, som även helt utan förluster har en teoretisk begränsning. Kemin definieras i sin tur av elektrodmaterial och elektrolytsammansättning. Litium-luftbatterier har en energidensitet som närmar sig bensin och det är förmodligen nära det maximala för ett batteri.

- Men även kylkomponenter och strömkollektorer bidrar till totala vikten hos ett batterisystem, så deras design påverkar batterisystemets energidensitet väsentligt och där finns det fortfarande mycket att göra, fortsätter Ed Fontes.

Det krävs även en hög effektdensitet för att omsätta stora mängder energi under kort tid vid bromskraftåtervinning eller snabbladdning. Här finns det mycket att vinna på att göra tunna batterikomponenter som samtidigt inte är känsliga för kortslutning. Mycket av forskningen på att få fram nya material bygger på att de ska gå att tillverka tunna elektroder, elektrolyt och separatorer.

- Det är ett utmanade optimeringsproblem att designa ett system som kan hantera både mycket höga strömmar under laddning och relativt låga under urladdning.

Livstid, säkerhet och tillförlitlighet är starkt sammankopplade hos ett batteri. Inte bara batterikemin påverkar detta utan även designen eftersom ojämn strömfördelning, dålig kontroll av laddning/urladdning och kylning påskyndar slitage och ökar risken för fel. Expansion och kontraktion av material under många driftcykler kan orsaka mikrosprickor som försämrar prestanda hos batteriet. Kortslutning på grund av metallutfällning kan orsaka prestandaförsämring och även överhettning med brandrisk.

För att förstå de fenomenen som sker i ett batteri krävs det beskrivningar av elektriska fält, transport av kemiska föreningar, kinetik för de elektrokemiska reaktionerna, värmetransport, fluidmekanik och strukturmekanik. Allt detta är starkt sammanflätat i en noggrann beskrivning av ett batteri och det är här som så kallad multifysikmodellering ger extrema genvägar.

- Det är här som våra produkter och speciellt Batteries & Fuel Cells Module är unika, kan bidra och göra skillnad för utveckling av nya batterier och batterisystem, avslutar Ed Fontes.



Källa: COMSOL


Tipsa en vn Skriv ut





PiteEnergi gör utvecklingsprojekt med batterilager

Vi tar ett steg in i framtiden genom att nu installera batterier för att utforska och förstå hur vi kan maximera möjligheterna på energimarknaden. Dessa batterier...

Läs mer
flamkontroll


Så ska elnätet stå emot snö och is

Vädrets makter skapar ofta problem för elnätet och ett förändrat klimat...

Läs mer


Justering av elnätsavgiften i Luleå 2024

Luleå Energi Elnät höjer elnätsavgiften med 9% från och med den 1...

Läs mer


Falkenberg Energi löser elnätsproblemen innan de uppkommer

Nu har Falkenberg Energi utfört kabeldiagnostik på en tredjedel av kommunens hö...

Läs mer


Pressinbjudan: Pressträff om nya utställningen Drivkraft i Teknikens Hus

Vattenfall, Luleå Energi och Teknikens Hus bjuder in till pressträff och berättar...

Läs mer
<span>Tre av Umeå Energis drygt 400 medarbetare. Anders Sjödin, anläggningsutvecklare, Lars Stigedahl, elnätstekniker, och Anna Andersson, kompetensledare. </span>

Umeå Energi prisas för karriärmöjligheter och hållbarhetsengagemang

Umeå Energi har fått utmärkelsen ”Karriärföretag 2024”, som...

Läs mer
<span>Professor Lina Bertling Tjernberg forskar med mål att bidra till säker elförsörjning, effektiv användning av energiresurser och till att minska användningen av fossila bränslen.</span>

Lina Bertling Tjernberg: ”Alla fossilfria kraftslag behövs för att klara den gröna omställningen”

Lina Bertling Tjernberg, professor inom elkraftnät vid Kungliga Tekniska högskolan (KTH),...

Läs mer
<span>Ett 20-tal korta kurser tas nu fram för yrkesverksamma ingenjörer som behöver kompetensutveckling inför industrins klimatomställning.</span>

Nya kurser i elektroteknik möter industrins stora kompetensbehov

För att klara näringslivets stora klimatomställning och elektrifieringen av...

Läs mer


Så väljer du rätt jordfelsbrytare

Installationer med fel jordfelsbrytare kan orsaka både stora skador och kostnader. Fredrik...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Palgo

BK Services

Ketherm

Rekakabel

Contub360

Qvintus

WPS

rörkraft

ramab

Osby Parca

solar promotion empower

Vindteknikk

Härnösands kommun heta utbildningar

BVM

Baywa

industrinät

promoco

pretec

Nordheat

Assemblin solar

Vindkraftcentrum

marin miljöanalys

KL Industri 250

OKQ8 Sunday

Solmässan
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se