Industribatterienes evolusjon

Industribatterienes Evolusjon

Batteriløsninger for et allsidig marked

Markedet for industrielle batterier har gjennomgått en revolusjonerende endring, der bruksområde har blitt det primære valgkriteriet, fremfor batteriteknologi. Celltech Groups Chief Operating Officer, Kim Nikitin, belyser denne betydningsfulle utviklingen og dens innvirkning på industrielle produktutviklingsprosjekter. “For femten år siden hadde man bare noen få celletyper å velge imellom da det gjaldt litiumbatterier,” bemerker Nikitin, “man måtte bygge designet rundt batteriet og inngå kompromisser på grunn av batteriets egenskaper”, og påpeker kontrasten til dagens marked, hvor egenskapene lettere kan tilpasses den tiltenkte bruken. Overgangen fra et begrenset utvalg til et bredt spekter av alternativer innen battericeller, markerer en betydelig fremgang i industrien.

Litiums fremvekst og veien videre

Litiumbaserte teknologier, nikkel-metallhydrid og gode gamle blybatterier dominerer fortsatt dagens batterimarked. Den siste tiden opplever vi et fokus mot spesialiserte versjoner av disse kjemiene, utviklet for spesifikke bruksområder. Nikitin utdyper betydningen av dette skiftet, og forklarer at forskjellige bruksområder – alt fra medisinske applikasjoner til anleggsmaskiner – krever batterier med egenskaper som mobilitet, lang levetid, energitetthet og det skal tåle ekstreme temperaturer. Bare det å velge riktig kjemi for hver applikasjon, er i dag langt mer komplisert enn det var for noen få år siden.

Applikasjonssentrert tilnærming

“På 90-tallet snakket man om å velge datamaskiner basert på prosessorhastighet (CPU). I dag velger man heller datamaskiner basert på deres tiltenkte bruk: en forretningsreisende som reiser ofte, kan velge en lett, bærbar PC, mens en “gamer” vil ha en stasjonær PC med kraftig grafikkort. Teknologiens egenskaper blir mindre viktige enn teknologiens funksjoner.” Ved å trekke en analogi til utviklingen av datamaskiner, illustrerer Nikitin en lignende trend i batterivalg. “Batterikjemidebatten flytter seg mot egenskaper,” observerer han, noe som tyder på at industrien er i ferd med å gå fra en kjemisentrert til en applikasjonssentrert tilnærming. Denne utviklingen gjør det mulig for utviklere og produsenter å prioritere kravene til det endelige bruksområdet, som energi, vekt og tåleevne mot miljøet det blir utsatt for, over batterikjemi.

Casestudier i applikasjonsspesifikk bruk av batterier

Nikitin gir konkrete eksempler for å illustrere den applikasjonsdrevne utvelgelsesprosessen. Når det gjelder elbiler (elektriske kjøretøy), kan produsenter prioritere energitetthet og vektreduksjon for å forbedre ytelsen og rekkevidden, men være klare til å gå på akkord med antall ladesykluser. Selv med bare 700 ladesykluser kan bilen brukes i flere år. Derimot, i industrimaskiner som opererer kontinuerlig 24/7, skifter fokuset til å ha tusenvis av ladesykluser, ettersom 1000 ladesykluser brukes opp i løpet av et år. Dette kan bety at man får høyere vekt og lavere energitetthet, men i tunge maskiner kan dette være helt akseptabelt.
Når man velger batterier for elbiler eller industrielle arbeidsmaskiner, er det egenskapene som bestemmer batterivalget, ikke kjemien.

Nikitin gir et annet eksempel i form av nødlysarmaturer i bygninger. Nødlyset skal stå på lenge etter et strømbrudd. Blybatterier ble opprinnelig brukt som reservestrømkilde. Blybatteriene var utstyrt med brannsikker kabling. For rundt ti år siden ble disse erstattet med litiumbatterier, som var dyrere (kr/kWh) enn blybatterier. Så ble det mulig å installere litiumbatterier direkte i armaturen, noe som eliminerte behovet for kostbar, brannsikker kabling. Noen år senere ble litiumbatterier på sin side erstattet med nikkel-metallhydridbatterier, som nå hadde utviklet seg til å ha tilstrekkelig energitetthet og driftstemperatur. For selskaper i denne bransje har det gjort logistikken enklere, siden nikkel-metallhydridbatterier ikke har like strenge transportkrav som litiumbatterier.
I dette eksemplet er det enkelt å se at etter hvert som batteriteknologien utvikler seg, kan den optimale kjemien for det gitte bruksområdet endres.

Fremtiden for valg av batteriteknologi

Fremover ser Nikitin for seg en fortsatt utvikling mot enda større tilpasningsmuligheter i valg av batterier. Fremgangen innen batteriteknologi, inkludert utvikling av nye, samt optimalisering av eksisterende kjemier, åpner for større utvalg av muligheter innenfor applikasjonsspesifikke løsninger. Utviklingen av batterikjemier krever kunnskap, noe som understreker viktigheten av å forstå at det kan være enorme forskjeller mellom kvalitet og egenskaper til to celler med samme kjemi.

Dreiningen mot en egenskapsstyrt utvelgelsesprosess forventes å akselerere. Dette muliggjør en mer nyansert og bedre tilpasning av batteriteknologier til et stadig utviklende industrimarked.

En ny æra med skreddersydde batteriløsninger

Industribatterimarkedet beveger seg med stø kurs inn i en ny æra som favoriserer applikasjonsspesifikke behov, og tilpasningen av batterikjemier til disse behovene. “Vi er her for å hjelpe deg med å velge riktig batteri til din applikasjon,” sier Nikitin. “Vi har over hundre FoU-ingeniører spesialisert på forskjellige batteriteknologier og komponenter. Det kan ikke lenger forventes at én person vet alt om batterier. I tillegg har vi langvarige samarbeid med ledende celleleverandører som også har erfarne FoU-team som jobber med å utvikle batterikjemi.”

Fokuset på å tilpasse batteriløsninger for spesifikke applikasjoner forventes å endre markedet etter hvert som det utvikler seg videre. Det gir en ny fleksibilitet og effektivitet i å drive et bredt spekter av industrielt utstyr og komponenter som møter moderne forretningsbehov.

Denne artikkelen er den første i en serie av tre artikler, basert på et intervju av Kim Nikitin. De følgende artiklene vil gjøre et dypdykk inn i batteriteknologi, med fokus på sikkerhet og bærekraft, og vil gi et innblikk i dagens industrielle batterimarked og dets fremtid.