Tanyakan kepada para futuris bahan mana yang berpotensi membuat hidup kita lebih baik dalam segala hal, dan kemungkinan besar daftar pendek yang dihasilkan akan mencakup graphene.
Graphene telah menjadi sedikit kata kunci untuk startup di berbagai bidang, dan itu menjadi pusat perhatian dalam baterai EV lithium-sulfur Lyten.
Investasi 300 juta euro ($320 juta) dari Stellantis Ventures yang diumumkan Kamis akan memungkinkan Stellantis dan Lyten mengembangkan solusi bersama dengan baterai ini ditambah teknologi tambahan dari startup California.
Itu mengklaim beberapa keuntungan rantai pasokan yang serius dan bonafid lingkungan juga. Perusahaan mengatakan baterai Lyten memiliki “jalur untuk mencapai baterai EV emisi terendah di pasar global.”
Stellantis dan Lyten – grafena 3D
Lyten saat ini mengutip jejak karbon 6% lebih rendah dalam pembuatan baterai dibandingkan dengan baterai NMC, dan sedang mengerjakan rencana untuk menurunkannya menuju netral karbon, menurut Keith Norman, kepala petugas keberlanjutan Lyten.
Sel lithium-sulfur telah lama dilihat sebagai bahan kimia dengan potensi kuat tetapi dengan hambatan dunia nyata seputar siklus hidup, atau degradasi, serta kemampuan manufaktur. Kembali ke awal dekade terakhir, para ahli telah melihat teknologi baterai lithium-sulfur menjadi layak secara komersial sekitar tahun 2030, dan jika semua berjalan dengan baik, teknologi Lyten mungkin berada di ujung tombak itu.
Menengok ke belakang, peneliti Australia pada tahun 2020 melaporkan bahwa mereka melihat potensi untuk menggandakan rentang EV dengan sel lithium-sulfur, tetapi mereka menghadapi masalah dengan siklus hidup yang rendah. Peneliti lain berhasil memperkenalkan komposit nanosheet mangan untuk mengontrol perilaku “bolak-balik” yang tidak diinginkan ini, tetapi hal itu menimbulkan masalah manufaktur. Para peneliti di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley DOE mengatasi masalah ini dengan “katoda nanokomposit oksida sulfur-graphene,” tetapi manufakturabilitas di sana juga tampaknya menghalangi.
Lyten mengilustrasikan graphene 3D
Mengapa lithium-sulfur bisa bekerja saat ini
Lyten mengklaim sebagai “pelopor bahan super graphene 3D merdu,” dan perusahaan mengatakan bahwa itulah yang memungkinkan kimia baterai lithium-sulfur.
Untuk baterai lithium-ion, graphene membantu menahan atom belerang di tempatnya dan mencegahnya bolak-balik saat mengisi dan melepaskan. Kedua, ini membantu memungkinkan kepadatan energi yang lebih besar, cukup melalui tekstur 3D.
Untuk mendapatkan graphene dari lembaran atom karbon planar menjadi sesuatu yang berguna di sini, ia menggunakan “teknologi reaktor yang dilindungi paten” untuk mengubah struktur planar itu menjadi “bentuk dan struktur karbon tiga dimensi” —pada dasarnya mengambil selembar kertas dan meremasnya. . Itu, menurut Norman, meningkatkan reaktivitas dengan urutan besarnya, dan memungkinkan perusahaan menyesuaikan bahan dengan karakteristik yang dibutuhkannya.
Lyten mengklaim bahwa bahan kimianya menghasilkan jejak karbon 60% lebih rendah dibandingkan sel lithium-ion saat ini. Perusahaan mengatakan bahwa itu dapat memberikan lebih dari dua kali kepadatan energi sel lithium-ion,
Perusahaan juga mengatakan bahwa ia dapat menghasilkan grafena 3D dengan cara karbon-negatif dalam skala besar sementara, dengan mempertimbangkan semua baterai lainnya, ia dapat menghasilkan “jejak karbon terdepan di dunia”.
STLA Platform besar – Stellantis EVs
Teknologi baterai EV yang bisa mendunia
Dikatakan juga bahwa teknologinya bagus untuk digunakan secara global — sebagian karena daftar bahannya yang disederhanakan.
Seeksotis suara graphene 3D, baterai lithium-sulfur ini tidak memerlukan nikel, kobalt, atau mangan untuk katodanya, dan itu sangat membebani pembuat mobil dan pembuat baterai dalam pengadaan logam dan mineral.
Lyten membuat graphene dari gas alam (metana), dalam proses yang mereka katakan dapat menjadi karbon negatif (karena menghasilkan hidrogen sebagai produk sampingan). Gas alam itu tersedia melimpah. Begitu juga belerang, sebagai produk limbah dari industri pertambangan. Itu membantu menyederhanakan rantai pasokan dan menghilangkan beberapa risiko geopolitik. Sementara itu, investasi lithium cukup tersebar di seluruh dunia, kata perusahaan itu.
Karena biaya yang lebih rendah itu, Lyten yakin ia memiliki “bahan kimia baterai untuk massa”, seperti yang dikatakan Norman — terutama jika Anda mempertimbangkan bahwa, dengan kapasitas yang sama, ini dapat mengurangi bobot EV.
Bentuk sel silinder, kantong, dan prismatik
Sel silinder – Lyten
Sel kantong Lyten
sel prismatik Lyten
Lyten juga melihat ke berbagai faktor bentuk yang sudah dibuat oleh pemain baterai besar seperti Panasonic atau Samsung SDI, memimpin dengan sel silinder dalam format umum 18650, kemudian memasukkan sel kantong dan akhirnya mungkin prismatik. Dengan demikian, mereka akan dapat dipasang ke semua jenis aplikasi — termasuk kemungkinan pengiriman ke luar angkasa dan jarak tempuh terakhir.
Selanjutnya, itu dapat dibuat pada peralatan yang sama dengan jalur sel berbasis nikel yang ada, kata perusahaan itu.
Tidak memerlukan pabrik baterai EV baru
“Kami telah mampu mengembangkan solusi litium-sulfur kami yang pada dasarnya dapat diproduksi pada jenis lini teknologi manufaktur yang ada, dengan beberapa modifikasi yang sangat sederhana,” kata CEO dan co-founder Dan Cook. “Kami memperkirakan sekitar 10 hingga 15% dari biaya langsung jalur produksi itu sendiri untuk melakukan sedikit modifikasi guna menangani arsitektur litium-sulfur.”
Lyten baru saja membuka lini baterai lithium-sulfur percontohan di San Jose dan akan segera mengirimkan baterai kepada pelanggan untuk pengujian dan kualifikasi. Tujuan dari jalur tersebut adalah untuk memproduksi sekitar 200.000 sel per tahun dan menguji peralatan dan proses produksi, tetapi berharap untuk membangun jalur berskala gigawatt untuk mempercepat adopsi EV di paruh kedua dekade ini.
Cook mengatakan bahwa perusahaan ingin menerapkan teknologinya di AS pada awalnya, kemudian Eropa dan seterusnya seiring kemajuan perusahaan.
Selain baterai, Lyten juga bekerja dengan Stellantis pada sensor generasi baru, dan menggunakan graphene untuk membuat komposit ringan yang dapat membantu mengurangi bobot kendaraan.
Investasi di Lyten seluruhnya merupakan bagian dari rencana strategis Dare Forward 2030 Stallantis dan tujuannya untuk mengurangi CO2 menjadi setengahnya pada tahun 2030, dan menjadi net-zero pada tahun 2038. Putaran Seri A adalah $160 juta, sementara Stellantis adalah bagian penting dari Serinya C bulat.
Stellantis menargetkan emisi karbon nol bersih pada tahun 2038
Produksi nanti di tahun 2020-an?
Stellantis sedang melihat paruh kedua dekade ini untuk memasukkan baterai ke dalam platform EV-nya.
Lyten mengatakan bahwa itu sudah mencapai kepadatan yang sama dengan dan di atas lithium-ion, tetapi pada siklus hidup itu masih dalam proses, setiap tiga bulan, dengan Stellantis dan perusahaan setuju di situlah pekerjaan perlu dilakukan. Dengan regulator AS dan UE yang cenderung melangkah dalam dekade ini pada degradasi baterai dan masa pakai baterai, harus ada solusi sebelum teknologi tersebut dikomersialkan.
Apakah ini teknologi baterai populer di masa depan untuk EV? Tidak ada yang tahu tanpa mendorongnya lebih jauh ke arah manufaktur, dan mungkin memiliki potensi untuk melompati lithium-ion seperti yang kita ketahui.