En av de store bilbyggerne i verden – Ford Motor Co – har oppdaget at folk vil ha smart elektrisk bil. En slik trenger smart NY teknologi, Så de går for litium-jernfosfat (LiFeP) i kommende modeller av blant andre Mustang Mach-e. Les og lær!
Bildet øverst: Mustang Mach-E skal med ny batteriteknologi sørge for at Fords logo lyser klart også på elbilhimmelen. Gamle Henry var den første til å sette Fords logo der, før Batman kom med sin flaggermus … (Begge fotos: Ford Motor Co)
Av Stein Bekkevold
Samtidig som de innrømmet hodepine på grunn av raskt økende overgang til elbiler, som de kaller EV (Electric Vehicles), kom Ford nylig med en positiv melding:
– Vi har nå skaffet hoveddelen av produksjonskapasiteten vi trenger for batterier til globale elbilmål om to millioner biler for 2026.
Og det betyr at de har avtaler om elektroderåvarer fra så vel USA som Australia og Indonesia. Samtidig må de kutte opptil 8000 jobber i Ford Blue, som skulle lage fossilbiler med mindre utslipp….
Migrene
Fords sjef Jim Farley sa at selskapet trengte bedre fortjeneste på fossilmotorkjøretøyer for å finansiere de store investeringene til elbil. Og det virker jo som litt av en hodepine.
Samtidig roste han sitt E-team som «har jobbet kreativt og raskt for å sikre kapasiteten og råvarene vi trenger for å levere banebrytende elbiler til millioner av kunder». Det er pent sagt av en sjef og et lederskap som lenge satt bom stille – mens Tesla, japanere og de andre startet elektrifiseringen…
Men det er klart; når Ford satser nye krefter på et så konkret felt så blir det gjerne sus i serken: De kommer altså med poler av litium-jernfosfat (LiFeP) i tillegg til sin litium-ion/nikkel-kobolt-mangan NCM (NiCoMn) kjemi for Mustang Mach- E og en ny F-150 Lightning pickup – denne får et stort hopp i produksjonen, opp i 150 000 enheter for 2023.
Mach-E skal få slike batterier i 2023, og F-150 Lightning tidlig i 2024.
Mustangfabrikken girer nå om for å stå klar til innbygging av den nye faststoff batterigenerasjonen. Det er hemmelig som bare det så at vi fikk tak i dette bildet er et lite mirakel – det lønner seg å være kjent i gangene…
Fleksibel arkitektur
Så hvorfor litium-jernfosfat? Ford´s LiFeP-battericeller – som er mindre energitette enn nikkel-kobolt-mangan og derfor gir litt redusert rekkevidde – en svakhet Ford beskriver som «minimal» – skal bygges av Contemporary Amperex Technology (CATL).
Ford sa at CATL vil bygge 40 GWh LFP-produksjonskapasitet i USA/Canada, men den ikke vil være tilgjengelig før i 2026. Sjefen sier også at en viss LiFeP-kapasitet vil bli hentet i Kina. Dette gir hoderisting i USA. Strategien antyder at Ford og de andre kjemper hardt for balanse mellom høye EV-kostnader og de amerikanske forbrukernes lite realistiske krav til elbilrekkevidde.
For å understreke kostnadsfølsomheten til batterier i dagens elbilmiljø, sa Ford at «nåværende LiFeP-kostnader gir en 10 til 15% stykkbesparelse versus NCM-batterier.» Ford hintet at det å legge LiFeP-batterier inn i produksjonen ikke vil kreve særlig mye tilpassing av deres bildesign, og at EV-arkitekturens fleksibilitet tillater innbygging av CATL´s prismatiske batterier.
600 000 elbiler i 2023
Ford sier videre at EV-produksjonene skal være på plass innen 2023. De skal da bygge 270 000 Mustang Mach-E; 150 000 F-150 L; 150 000 Transit EV-er for Nord-Amerika og Europa, og 30 000 enheter av en uspesifisert SUV for Europa, totalt 600 000 enheter globalt – i så fall på god vei mot 2 millioner pluss innen utgangen av 2026.
For å nå dette, sier de at de har sikret seg 100 % av 60 GWh-kapasiteten for 600 000 elbiler i 2023, og 70 % av kapasiteten for 2026. Sjefen sa videre at Fords forhold til LGES (LG Energy Systems) for litium-ion-batterier og andre er sentrale for å skaffe den nødvendige batterikapasitet ut 2023.
For å hjelpe til med produksjon av NCM-celler for Mustang Mach-E og E-Transit, skal LGES doble sin kapasitet i Polen, mens de for F-150 Lightning og E-Transit har økt produksjonen fra anlegget i nærheten av Atlanta – og supplerer det med ny produksjon fra Ungarn. Og da nærmer det seg slutten for nikkelteknologien.
Global materialmiks
I mellomtiden, med økende oppmerksomhet på råmaterialer fra politisk og sosialt sensitive regioner, sa Farley at de jobber med store gruve-partnere, og har booket inn det meste av nikkelen fra 2026 og utover. Dette inkluderer avtaler med Vale Canada Ltd; PT Vale Indonesia og Huayou Cobalt.
Dette er viktig for nikkelbehandling og rettigheter til 84 000 tonn nikkel årlig pluss større mengder fra Australia. «E-teamet vårt har vært aktivt engasjert med partnere i USA og rundt om i verden,” sa Lisa Drake, sjef for Ford E.
«Vi beveger oss raskt inn i nøkkelmarkeder og regioner der kritiske forsyninger er tilgjengelige, og møter myndigheter, gruveselskaper og prosessorer for å signere avtaler som gjenspeiler Fords forventninger og underbygger vår plan om å bringe elbiler til millioner.» Det var nesten som om gamle Henry selv skulle ha sagt det!
Keramisk elektrolytt
I årevis har eksperter spådd at faststoffbatterier vil være neste generasjons teknologi for elbiler. Batteriene vil være tryggere basert på faststoff elektrolytt snarere enn de brennbare væskene i dagens litium-ion-batterier.
De kan også vare lenger og veie mindre, med en 10 ganger høyere energitetthet, fordi de bruker en litiummetall-anode – ikke grafitt. Ford satser altså – sammen med Hyundai, Nissan, Toyota og Volkswagen – på faststoff.
Men Eric Wachsman sier at hans Ion Storage Systems skiller seg ut av flere grunner. Selskapets tette keramiske elektrolytt er bare 10 mikrometer tykk, som plastseparatorene i dagens litium-ion-batterier, og leder så vel litium-ioner som flytende elektrolytter. Og ifølge dem løser den to nøkkelproblemer med faststoffbatterier: Høy elektrolyttmotstand og lav strømkapasitet. Elektrolytten har tre lag. I midten ligger et tynt, tett lag av litiumoksid/lantan/zirkon-keram (formel: Li7La3Zr2O12). På hver side sitter et porøst lag av keram med et supertynt aluminiumoksid-belegg som reduserer motstanden ytterligere. Er det noen sak?
