未来学者に、あらゆる面で私たちの生活をより良くする可能性を秘めた素材を尋ねると、最終候補のリストにはグラフェンが含まれる可能性が高いです。
グラフェンはさまざまな分野のスタートアップ企業にとってちょっとした流行語になっており、ライテン社のリチウム硫黄EVバッテリーではグラフェンが中心的な役割を果たしている。
木曜日に発表されたステランティス・ベンチャーズからの3億ユーロ（3億2,000万ドル）の投資により、ステランティスとライテンはこれらのバッテリーとカリフォルニアの新興企業の追加テクノロジーを組み合わせたソリューションを開発できるようになる。
サプライチェーンに重大な利点があり、環境面でも正当であると主張しています。 両社は、Lytenバッテリーには「世界市場で最も低排出のEVバッテリーを実現する道筋」があると述べている。
ステランティスとライテン – 3D グラフェン
Lytenの最高サステナビリティ責任者であるキース・ノーマン氏によると、Lytenは現在、NMCバッテリーと比較してバッテリー製造時の二酸化炭素排出量が6%低いと発表しており、カーボンニュートラルに向けてそれを下げる計画に取り組んでいるという。
リチウム硫黄電池は長い間、強力な可能性を秘めた化学物質とみなされてきましたが、実際にはサイクル寿命や劣化、製造可能性などに障壁があります。 過去10年初めに遡ると、専門家らはリチウム硫黄電池技術が2030年頃に商業化可能になると見ており、すべてがうまくいけばライテンの技術はその最先端にあるかもしれない。
振り返ってみると、2020年にオーストラリアの研究者らは、リチウム硫黄電池でEVの航続距離を2倍にする可能性があると報告したが、サイクル寿命が短いという問題に直面した。 他の研究者は、この望ましくない「往復」挙動を制御するためにマンガンナノシート複合材料の導入に成功しましたが、それは製造上の問題を引き起こします。 DOEのローレンス・バークレー国立研究所の研究者らは、「硫黄と酸化グラフェンのナノ複合体カソード」でこの問題を克服したが、そこでも製造可能性が障害となっているようだ。
3D グラフェンを説明する Lyten
今回なぜリチウム硫黄がうまくいくのか
Lyten は「調整可能な 3D グラフェン スーパーマテリアルのパイオニア」であると主張しており、それがリチウム硫黄電池の化学反応を可能にするものだと同社は述べています。
リチウムイオン電池の場合、グラフェンは硫黄原子を所定の位置に保持し、充放電時の硫黄原子の往復を防ぐのに役立ちます。 第二に、3D テクスチャを通じてエネルギー密度を高めることができます。
炭素原子の平面シートからグラフェンをここで役立つものにするには、「特許で保護されたリアクター技術」を使用して、その平面構造を「三次元の炭素の形状と構造」に変換します。つまり、基本的には紙を取り出して丸めることです。 。 ノーマン氏によれば、これにより反応性が桁違いに向上し、同社は必要な特性に合わせて材料を調整できるようになるという。
Lyten は、その化学反応により、現在のリチウムイオン電池と比較して二酸化炭素排出量が 60% 削減されると主張しています。 同社によれば、リチウムイオン電池の2倍以上のエネルギー密度を実現できるという。
同社はまた、カーボンネガティブな方法で 3D グラフェンを大規模に生産できると同時に、バッテリーの残りの部分をすべて考慮して「世界をリードするカーボンフットプリント」を実現できるとも述べています。
STLA 大型プラットフォーム – ステランティス EV
世界に通用するEV用電池技術
また、部品表が簡素化されていることもあり、この技術は世界的に普及するのに適しているとも述べている。
3D グラフェンのように奇抜に聞こえるかもしれませんが、これらのリチウム硫黄電池は正極にニッケル、コバルト、マンガンを必要とせず、そのため自動車メーカーや電池メーカーは金属や鉱物の調達において大きな負担を負っています。
Lyten は天然ガス (メタン) からグラフェンを製造しますが、そのプロセスは (副産物として水素が生成されるため) カーボンネガティブになる可能性があると言われています。 その天然ガスは豊富に存在します。 鉱業の廃棄物としての硫黄も同様です。 これにより、サプライチェーンが簡素化され、地政学的リスクの一部が排除されます。 一方、リチウムへの投資は世界中にかなり分散していると同社は言う。
これらの低コストのおかげで、ノーマン氏が言うように、ライテンは「大衆向けの電池の化学的性質」を備えていると信じています。特に容量が同じであれば、EV の重量を軽減できることを考慮するとそうです。
円筒形、パウチ形、角柱形のセル形式
円筒形セル – Lyten
ライテンパウチセル
Lyten角形セル
Lyten はまた、パナソニックやサムスン SDI などの大手バッテリー プレーヤーがすでに製造している幅広いフォーム ファクターを検討しており、一般的な 18650 形式の円筒型セルが最初で、次にパウチ セルが含まれ、最終的には角型になる可能性があります。 したがって、航空宇宙やラストワンマイル配送など、あらゆる種類の用途に組み込むことができるようになります。
さらに、既存のニッケルベースの細胞株と同じ装置で製造できると同社は述べている。
新しいEV用バッテリー工場は必要ない
CEO兼共同創設者のダン・クック氏は、「我々は、いくつかの非常に控えめな修正を加えた上で、基本的に既存のタイプの製造技術ラインで生産可能なリチウム硫黄ソリューションを開発することができた」と述べた。 「リチウム硫黄構造に対応するための軽微な変更には、製造ライン自体の直接コストのおよそ 10 ～ 15% がかかると見積もっています。」
Lyten はサンノゼに試験的なリチウム硫黄電池ラインを開設したばかりで、間もなくテストと認定のために顧客に電池を納入する予定です。 このラインの目標は年間約20万個のセルを生産し、装置と生産プロセスをテストすることだが、10年後半にはEVの普及を加速するためにギガワット規模のラインを確立したいと考えている。
クック氏は、同社はまず米国でその技術を展開し、その後は欧州、そして会社の発展に合わせてさらにその先へ展開することを検討していると述べた。
バッテリーのほかに、ライテンはステランティスと協力して新世代のセンサーや、自社のグラフェンを使用して車両の重量軽減に役立つ軽量複合材料の製造にも取り組んでいる。
Lytenへの投資は完全にスタランティスのDare Forward 2030戦略計画の一部であり、2030年までにCO2を半分に削減し、2038年までに実質ゼロにするという目標を掲げている。シリーズAラウンドは1億6000万ドルで、ステランティスはそのシリーズの重要な部分を占めている。 Cラウンド。
ステランティスは 2038 年までに炭素排出実質ゼロを目標としています
生産は2020年代後半？
ステランティスは、このバッテリーを自社のEVプラットフォームに組み込むことを2010年代後半に検討している。
ライテン社は、すでにリチウムイオンと同等以上の密度を達成していると述べているが、サイクル寿命に関しては四半期ベースでまだ開発が進められており、ステランティスと両社は、そこに取り組む必要があることに同意している。 米国とEUの規制当局がこの10年でバッテリーの劣化とサイクル寿命に関して介入する可能性が高いため、この技術が商品化される前に解決策を見つける必要がある。
これは将来的に普及するEV用バッテリー技術でしょうか? 製造に向けてさらに進めてみなければ分からず、私たちが知っているリチウムイオンを飛び越える可能性があるかもしれません。