Litiumbatterier

Luleå tekniska universitet - Litium är en nyckelmetall för batteriproduktion och efterfrågan inom EU av egna fyndigheter ökar kraftigt i och med den gröna omställningen. Om forskare kan förstå hur den sällsynta metallen en gång bildades, blir det lättare att säkra och planera för framtida behov. Malmgeologer vid Luleå tekniska universitet har därför gjort en omfattande studie av Varuträskområdet i Västerbotten, känt världen över för sin mineralrikedom och förekomsten av bergarten pegmatit som ofta innehåller just eftertraktat litium.

– Vår studie ger nu för första gången en mer detaljerad och nyanserad bild av hur litiumrika pegmatiter faktiskt har bildats i norra Sverige. Den kunskapen är mycket viktig för att utveckla smartare metoder för framtida prospektering av litium i bland annat Sverige och norra Finland, säger Joel Andersson, forskare i malmgeologi vid Luleå tekniska universitet och forskningsledare för nya studien.

Litium, cesium och tantal är kritiska metaller som ofta finns i bergarten pegmatit. Vid Varuträsk i Västerbotten bröts litium och cesium i liten skala under 1930–40-talet. Fyndigheten är i nuläget inte brytvärd, men geologiskt viktig för forskning om pegmatitbildning och därmed för att lösa gåtan för hur och var litium bildades för 1780 miljoner år sedan.

Malmgeologernas aktuella forskning i Varuträsk som finansierats av Horizon Europe har användt nya metoder och ett bredare perspektiv för att förstå hur dessa bergarter uppstått. Forskarna har sökt svar på varifrån den smälta bergarten kom, hur den rörde sig genom berggrunden, och slutligen var och hur den sedan stelnade.

–Litium är otroligt svårt att hitta beroende på att de geofysiska kontrasterna till berget där de sitter ofta är väldigt svaga. Det gör att de här bergarterna smälter in i omgivningen geofysiskt. På så sätt skiljer de sig mot järnmalm som sticker ut väldigt tydligt eftersom den är magnetisk. Våra resultat i den här nya studien ger oss en bättre bild av den geologiska miljön där man kan hitta litium. Det ger nu ett bra vetenskapligt underlag för de som vill prospektera efter den här eftertraktade metallen, säger Joel Andersson.

Forskarnas fokus har varit att undersöka när pegmatiterna i Varuträsk bildades och hur de förhåller sig till andra bergarter i området, särskilt olika typerna av graniter. Tidigare trodde man att pegmatiterna kom till som en direkt följd av bildningen av de stora granitkropparna i området. Nya dateringar från forskarna visar nu att pegmatiterna är omkring 15 miljoner år yngre. Det innebär att de uppstod vid en separat geologisk händelse, vilket förändrar synen på hur och var litium bildades och var man bäst ska leta efter det. Visserligen verkar granitplutonerna och pegmatit ha sitt ursprung i samma gamla ytbergarter från Bottniska bassängen, ett geologiskt område i östra Sverige där tjocka lager av sedimentära bergarter har bildats på gammal havsbotten, men forskarnas resulat visar nu att de bildades vid olika tidpunkter och troligen också under olika temperaturförhållanden. Det här innebär att pegmatiter inte nödvändigtvis behöver uppträda i närheten av större granitkroppar. Det öppnar för fler sökområden för framtida prospektering av litium i Sverige.

– Redan nu kan våra resultat få betydelse för prospektering av litium eftersom de visar att potentialen inte nödvändigtvis är knuten till granitkroppar utan också till strukturella egenskaper i berggrunden, säger Joel Andersson.

För att förstå hur pegmatitsmältorna rört sig i berggrunden har forskarna kombinerat fältstudier, mikroskopanalyser och 3D-modellering. De har sett att smältorna utnyttjade redan existerande sprickor och förkastningar i berget som transportvägar. Hur pegmatiterna sedan trängde in i berget berodde mycket på bergarternas mekaniska egenskaper. Hårdare bergarter gav flackare inträngningsvinklar, medan mjukare bergarter tillät mer vertikala gångar. Det här är särskilt intressant eftersom världens största litiumrika pegmatiter ofta ligger i just flacka strukturer. De här nya resultaten innebär att forskarna lättare kan ställa prognoser om vilka värdbergarter som är mer fördelaktiga för litiumrika pegmatiter, och därmed var fynd av litum kan hittas.

– Vår forskning handlar i grunden om att förstå hur Sveriges litiumrika pegmatiter bildades, kunskap som är avgörande för framtidens prospektering och för att stärka Europas tillgång till kritiska metaller. Samtidigt har vi många olösta frågor, inte minst kring geologiska strukturers inverkan på pegmatitbildning. Vi fortsätter därför arbetet i Varuträsk men kommer också att bredda studierna till fler miljöer för att bygga en mer heltäckande bild av hur dessa unika bergarter har utvecklats, säger Joel Andersson.

Resultaten från studien är publicerade i Mineralium Deposita som ges ut av Springer, en av de högst rankade tidskrifterna inom malmgeologi: Lithium-caesium-tantalum pegmatites in the Varuträsk area, Sweden: geological setting, timing, and source-transport-trap characteristics

Energieffektivitet och hållbarhet blir allt viktigare inom materialhantering. Nu breddar intralogistikföretaget STILL batteriutbudet med ett nytt litiumjonbatteri utvecklat för företag med standard truckanvändning. Batteriet tillverkas i Hamburg och erbjuder företag ett prisvärt och hållbart alternativ inom litiumjonteknologin.

Perfekt i kombination med RX 20

Batteriet kompletterar STILL:s befintliga "Plus"-batterier, som är designade för krävande flerskift och höga prestandakrav. För många verksamheter är dock maximal kapacitet inte nödvändigt. Det nya batteriet är designat för standardapplikationer med korta laddningstider, lång livslängd och underhållsfri drift. Det är kostnadseffektivt och kundanpassat för att möta marknadens olika behov.

"Vi vill erbjuda ett litiumjonbatteri som inte bara är kostnadseffektivt, utan också minskar underhåll och ökad energieffektivitet i praktiken", säger Reke Salievski, vd på STILL Sverige AB.

För kunder som tidigare använt blybatteri innebär den nya lösningen längre drifttider, mindre underhåll och högre energieffektivitet. Kombinationen med STILL:s bästsäljande elektriska motviktstruck RX 20, som är vanligt förekommande i lager- och logistikmiljöer, ger exakt den prestanda som krävs utan onödig kapacitet.

Produktion i Hamburg

Batteriet utvecklas och produceras vid STILL:s anläggning i Hamburg. Den lokala tillverkningen gör det möjligt att snabbt anpassa batteriet till olika truckmodeller och kundkrav. Kortare leveranstider och en mer hållbar produktion stärker dessutom företagets konkurrenskraft på den europeiska marknaden.

Aktiva fritidsaktiviteter ökar kraftigt i Europa. Oavsett om det handlar om en husbil som ger flexibilitet att resa runt, eller en egen båt för att ta sig ut på vattnet, har litiumjonbatterier etablerat sig som en självklar lösning på denna marknad tack vare sina korta laddningstider och långvariga energikapacitet. VARTA, Clarios ledande varumärke i EMEA-regionen, har nu lanserat en portfölj av litiumjonbatterier särskilt anpassade för djupurladdande off-grid fritidsanvändning, såsom i husbilar och till sjöss. Dessa lågspänningsbatterier kompletterar Clarios litiumportfölj och bekräftar företagets roll som en verklig drivkraft för energiinnovation – oavsett batterikemi.

De sex batterityperna – från 50 Ah till 200 Ah, i fyra olika storlekar – i den nya VARTA litiumjonserien erbjuder mer användbar energi och längre livslängd i kombination med lägre vikt och mindre storlek, vilket gör dem idealiska för att driva elektrisk utrustning i husbilar eller ombord på båtar. De klass A-litiumceller som används garanterar maximal tillförlitlighet och prestanda. Jämfört med ett AGM-blybatteri av samma storlek och form ger de nya batterierna en viktbesparing på cirka 55 procent.

Batterierna kan laddas fullt från tomt till 100 % på bara två till tre timmar och levererar upp till dubbelt så mycket användbar kapacitet som konventionella modeller. Detta möjliggörs av ett urladdningsdjup (DoD) på 80 %, vilket innebär att upp till 80 % av batteriets nominella kapacitet kan användas effektivt under drift.

De nya VARTA litiumjonbatterierna erbjuder flera smarta alternativ för att övervaka tillgänglig batterikapacitet. Exempelvis finns Bluetooth-anslutning till en mobilapp för att övervaka batteriets status och prestanda. Appen visar information om laddningsstatus, allmänt tillstånd, cykler och användning, intern temperatur, ström samt larm för alla funktioner i batterihanteringssystemet. Dessutom har 100 Ah- och 150 Ah-modellerna stöd för anslutning till moderna CI-BUS-system ombord, vilket möjliggör fullständig integration av batterihanteringen i fordonets energisystem.

Hela VARTAs litiumjonportfölj för fritidsanvändning är konstruerad för att klara tuffa förhållanden, inklusive en värmefunktion i 100 Ah- och 150 Ah-modellerna som möjliggör vintercamping eller marina tillämpningar. Alla sex varianter kan användas pålitligt i fuktiga miljöer. Alla batterier utom 50 Ah-modellen uppfyller skyddsklass IP67 och är därmed motståndskraftiga mot damm, smuts och även vattenstrålar. Till och med tillfällig nedsänkning i vatten upp till en meters djup (i upp till 30 minuter) påverkar inte deras funktion. Särskilda lågtemperaturversioner med celluppvärmning gör det möjligt att ladda även i kalla förhållanden och utökar batteriernas användningsområde ytterligare.