skrivet av Helena Berg
Att Tyskland satsar stort på Electromobility är inget nytt, likaså att de satsar mycket pengar på forskning och utveckling inom batteriområdet. Hittills har Bosch sjösatt 30 produktionsprojekt inom Electromobility [1]. Under hösten har Bosch tagit steg för att vara med som en av förgrundsfigurerna i satsningen på ’Cells made in Germany’.
Bosch + Seeo = sant
Bosch satsar 3,5-4 miljarder SEK varje år på Electromobility [2,3]. En del av detta går till batterier. Målet är ett batteripack på 50 kWh som väger 190 kg och som kan laddas till 75 % under 15 minuter [2,3]. Enligt Bosch är detta en halvering av vikten gentemot dagens batterier och är ett måste för att elektriska fordon ska börja sälja i stora volymer. Bosch tror att 2025 kommer 15 % av alla nya fordon världen över att ha en elektrisk drivlina, och inom Europa är siffran drygt dubbelt så hög – 1/3 av fordonen elektrifierade och PHEV dominerar [1].
Vägen till målet, enligt Bosch, är förbättrad Li-jonteknik – solid-state Li-batteries. Vid IAA tidigare i höst visade man upp sitt batteri, som ska vara produktionsfärdigt inom 5 år [1]. Ett strategiskt steg för Bosch var att de tidigare i höstas köpte det amerikanska start-uppföretaget Seeo.
Seeo är ett Silicon Wally-företag som startades 2007 som ett spin-out från Berkeley och har under årens lopp attraherat riskkapital från bl.a. Samsung Ventures Investment Corp. Så sent som i december 2014 satsade Samsung 17 miljoner dollar i Seeo [4]. Batterikonsortiumet USABC har även satsat pengar så att Seeos teknik ska utvärderas av oberoende testinstitut; 300 000 dollar har Seeo fått från USABC för detta [5].
Köpet av Seeo görs vid en tidpunkt då Seeo står inför stora utmaningar med att skala upp produktionen för att tillverka celler med >350 Wh/kg. Lux Research anser att köpet är “risky”, men att det visar på ett strategiskt beslut för Bosch att kunna vara med som en nyckelspelare för avancerade batterier till fordonsindustrin [6]. Det gäller att alliera sig med rätt kompetenser för framtida positioneringar.
Enligt Lux finns det fler, kanske mer lovande, solid-state-företag att titta lite extra noga på – start-upp-företagen Imprint Energy, Ilika och ProLogium, eller Hydro-Quebecs IREQ [6].
Förutom köpet av amerikanska Seeo satsar Bosch på Li-jonutveckling i ett JV med japanska GS Yuasa och Mitsubishi Corp – Lithium Energy and Power GmbH & Co KG [7]. Antagligen kommer GS Yuasas cellproduktionskunnande till bra hjälp för Seeos teknik.
Solid-state
Genom att byta ut grafitanoden i ett Li-jonbatteri mot en folie av Li-metall kan man höja energitätheten ca. tre gånger för samma volymenhet. För att detta ska funka behöver man en fast elektrolyt – antingen en fast polymer eller en keram. Det man vinner i energitäthet kan man lätt förlora i effekttäthet då jonledningsförmågan oftast är sämre än i en vätskeformig elektrolyt. Oftast är driftstemperaturen för solid-state-batterier mellan 60 och 90 °C.
Fasta elektrolyter har man forskat på länge. BatsCap, ett Bolloréföretag, har sedan 2001 utvecklat solid-state-batterier och finns i Bollorés BlueCar; bilen som används i elbilspoolen AutoLib i Paris. [8]
Solid-state Li-batterier har även varit på Toyotas forskningsagenda ett tag. Celler ska kommersialiseras 2020 och då med en energitäthet på 400 Wh/kg [9]. Mellan 2012 och 2014 femdubblade Toyota effektuttaget för sina solid-state-celler, och nu har de celler som är i nivå med dagens Li-jonceller (ca. 2000 W/kg). Man har lyckats öka jonledningsförmågan i den fasta elektrolyten samt minsta kontaktresistansen mellan elektrod och elektrolyt. [10]
Nyligen kom det en press release från Hitachi att även de har lyckats minimera den inre resistansen i solid-state-celler [11].
Det är inte bara Bosch, Toyota och Hitachi som satsar på solid-state Li-batterier. GM har investerat i amerikanska Sakti3 och Solid Energy, och VW har intressen i Quantumscape m.fl. Sakti3 har nyligen blivit uppköpta av den brittiska dammsugartillverkaren Dyson [12,13].
Ryktet säger även att Apple har i det tysta förvärvar tunn-filmsbatteritillverkaren Infinite Power Solutions. Vi får återkomma när vi har mer information om detta.
Batterifabrik i Tyskland?
Att tyskarna vill ha kontroll över batteriproduktionen för sina bilar är inget nytt. Tyskarna vill använda sitt produktionskunnande för kommande tekniker och batterier är en nyckelkomponent för tysk fordonsindustri. Daimlers VD Dieter Zetsche sa vid Frankfurtmässan tidigare i år att en gemensam cellproduktion kan bli verklighet – att Audi, BMW och Daimler skulle gå ihop och tillverka celler i Tyskland [14]. Och även Continental vill nog ha ett finger med i det spelet, enligt uttalande vid Frankfurtmässan tidigare i höstas [15].
Stuttgart med omnejd är en riktig magnet för forskning och utveckling av batterier. Bara i Ulm (ca 1 h bort med tåg) jobbar mer än 300 batteriforskare med att vidareutveckla dagens och morgondagens tekniker. Bosch satsar friskt och öppnar även ett nytt forskningscentrum i Renningen utanför Stuttgart där batteriutvecklingen kommer ske [3]. Om de tekniska framstegen är lovande är Bosch plan att starta en batterifabrik i Europa. Beslut väntas om ca. två år [16].
Tesla verkar också har gjort närmanden (igen!) till den tyska regeringen angående finansiering till en batterifabrik i Tyskland. Finansminister Sigmar Gabriel bekräftade för ett par veckor sedan vid ett besök på BMW att det förs en dialog med Tesla [17]. ”Vi pratar” säger finansministern, vilket Tesla inte uttalar sig om. Tesla säger att det för tillfället inte finns några planer på att bygga en fabrik i Tyskland. Dock har Tesla uttalat sig om att Tyskland är en viktig marknad för energilagring i hus (household storage etc.)
Egna kommentarer
Jag gillar Bosch drag på batterispelplanen när det gäller solid-state-batterier även om det är en svår match de gett sig in i. Batterierna i AutoLib-bilarna som trafikerar Paris gator fungerar mycket bra.
Intressant att Tyskland ger sig in i leken med batteriproduktion. Frågan är bara om Audi, BMW och Daimler kan enas om en eller ett fåtal cellstorlekar. Om inte, kommer det blir en dyr historia att tillverka många olika storlekar.
Och det är nog bra en tidsfråga innan Tesla får de statliga garantier som de vill ha för att starta en batterifabrik i Tyskland.
Tyskland laddar för framtiden!
[1] Bosch highlighting solid-state Li-ion cells; double current energy density, production-ready in 5 years. Green Car Congress. 15 sep 2015. länk
[2] Bosch battery target: 50 kWh in a 190 kg pack, 75% charge in 15 minutes. 13 okt 2015. länk
[3] How Bosch is developing the battery of the future. länk
[4] Samsung Ventures Leads $17M Round In Lithium-Polymer Battery Maker Seeo. 9 dec 2014. länk
[5] Press Release: USABC AWARDS $298,736 CONTRACT TO SEEO INC. FOR TECHNOLOGY ASSESSMENT OF ADVANCED BATTERY MODULES. USCAR. 14 jan 2015. länk
[6] Lux: Bosch’s acquisition of Seeo risky but worthwhile; likely start of a spree of buying advanced battery developers. 28 aug 2015. Green Car Congress. länk
[7] Lithium Energy and Power. länk
[8] LES BATTERIES LMP (LITHIUM MÉTAL POLYMÈRE). Bluecar. länk
[9] Toyota working on all-solid-state batteries as mid-term advanced battery solution; prototype cell with 400 Wh/L. 12 juni 2014. länk
[10] Toyota preps solid-state batteries for '20s. Automotive News. länk
[11] New thermally durable solid-state Li-ion battery technology from Hitachi and Tohoku University. Green Car Congress. 7 dec 2015. länk
[12] Vacuum cleaner-maker Dyson is buying experimental battery startup Sakti3. Quartz. länk
[13] Sakti3
[14] Weitere Zusammenarbeit deutscher Autobauer möglich. länk
[15] Continental prüft neue Partnerschaften für Batteriegeschäft. Die Welt. länk
[16] Bosch prüft Milliardeninvestition in europäische Batteriefabrik. Wivo. länk
[17] Tesla in Talks With Germany Over Possible Battery Factory. Bloomberg. 17 nov 2015. länk
