USA:n isot litiumakut

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää Keliber Oy:lle USA:n autoteollisuuden kolmen suurimman autovalmistajan, General Motorsin, Fordin ja Chryslerin käyttämissä akuissa olevat kemikaalit, akkukemikaalien valmistajat, akkujen valmistajat ja tutkimustahot, jotka ovat mukana kehittämässä tai tutkimassa litiumakkuja. Toinen merkittävä tekijä tässä tutkimuksessa oli löytää ne tahot jotka tekevät yhteistyötä keskenään, ja kolmanneksi tuli saada selville yhteistyöllä aikaansaadut patentit.

Aineistoa opintotyöhön varten kerättiin tietoja Internetistä asiatuntevilta sivustoilta ja tutkimalla autovalmistajien ja akkuvalmistajien vuosiraportteja.

Pääkomponentteja litiumioniakussa ovat negatiivinen anodi, positiivinen katodi ja elektrolyytti. Anodina käytetään grafiittia, kuparia ja eräitä hiilen muotoja. Katodina on käytetty nikkeliä, kobolttia, mangaania ja viime aikoina suosioon nousutta rautafosfaattia. Elektrolyytteinä käytetään litiumsuoloja orgaanisissa liuottimissa.

Yhteistyössä akkujen valmistaja Johnson Controls-Saft toimittaa litiumioniakkuja General Motorsin Saturn Vue ja Fordin plug-in-ajoneuvoihin. LG Chem toimittaa litiumioniakkuja Chevrolet Voltiin. Chrysler ei ole ilmoittanut, kenestä tulee sen akkutoimittaja, mutta yritys tekee tiivisti yhteistyötä monien akkuvalmistajien kanssa, esimerkiksi amerikkalainen A123Systems on yksi niistä.

Tutkimustahoja ovat muun muassa Argonne National Laboratory, Stanford University ja University of Texas.

Akkukemikaalien valmistajien joukko on hyvin kirjavaa, ja tässä on muutamia heistä: SMC Corporation of America, Tekra Corporation, Bemis Itermark, Inc., Quadrant Engineering Plastic Products, Inc., GFS Chemicals, Sigma Aldrich Corporation, ProTechnology International, Ltd, Sciencelab.com, Inc. ja Lithchem International.

Käytännön ongelmaksi muodostui juuri löytää ne tahot, jotka ovat yhteistyössä keskenään. Saatiin selville, mistä autovalmistajat saavat akkuja ja kenen kanssa he tekevät tutkimustöitä, mutta haasteeksi muodostu selvittää, mistä akkuvalmistajat saavat raakaaineet akkuihinsa.

This bachelor thesis work was commissioned by a Finnish company called Keliber Oy. The main purpose of this thesis was to find out about the lithium ion batteries being used in the cars of General Motors, Ford and Chrysler cars. Secondly the was to find out all who are involved in the process of making the lithium ion batteries: makers of lithium, researchers, suppliers of materials. And thirdly this study tried to find out the patents that participants have come up, within the process of making lithium ion batteries.

The information for this thesis was collected from Internet web sites.

There are three main components within a lithium ion battery: anode, cathode and electrolyte. Graphite, copper and carbon are being used as a negative anode. Nickel, cobalt and manganese are used as a positive cathode. Different forms of lithium salts are used as an electrolyte.

Lithium ion batteries for Saturn Vue at General Motors and plug-in vehicles at Ford are supplied by joint venture Johnson Controls-Saft. LG Chem will be supplying batteries for Chevrolet Volt. Chrysler has not announced their battery supplier yet but there is cooperation with many suppliers, one of them being A123Systems.

Argonne National Laboratory, Stanford University and University of Texas are some of researchers who strongly involved in researching and developing of lithium ion batteries.

SMC Corporation of America, Tekra Corporation, Bemis Itermark, Inc., Quadrant Engineering Plastic Products, Inc., GFS Chemicals, Sigma Aldrich Corporation, ProTechnology International, Ltd, Sciencelab.com, Inc. and Lithchem International are suppliers of minerals.

The main practical problem in the study was trying to find out the connections between the participants. Connections between car makers and battery suppliers and the researchers were found but no further than that.