Nyheter

Bättre batterier kommer – senare

Fyra batterikemier är lovande efterträdare till dagens litiumjonbatterier. Men det är långt kvar till ett genombrott. ”Det kommer inte att ske förrän tidigast om 10–15 år”, säger professor Patrik Johansson på Chalmers.

170130_batteritekniker_ill_ntLitiumjonbatterier är på väg att bli helt dominerande i elfordon. Men batteritypen är beroende av konfliktämnet kobolt, samtidigt som litium endast utvinns på få platser i världen. Därför spirar drömmen om nya batterityper. Förhoppningarna är batterier som kan lagra mer energi än dagens litiumjonbatterier, samtidigt som de är billigare och baseras på vanligt förekommande råvaror.
En lovande kandidat är natriumjonbatteriet. Natrium liknar litium kemiskt, men är mycket billigare och mer vanligt förekommande.

– Natriumjonbatterier är jämförbara med litiumjonbatterier, men mer ”miljövänliga”, säger Rosa Palacin, batteriforskare på Barcelonas materialforskningsinstitut ICMAB.

Företaget Faradion presenterade förra året ett natriumjonbatteri som kan driva en cykel. Enligt företaget har batteriet en prestanda som liknar litiumjonbatterier samtidigt som det är säkrare och 30 procent billigare. Även den kommande svenska elbilen Uniti ska drivas av natriumjonbatterier.

En fördel med natriumjonkemin är att sådana batterier kan hålla för många upp- och urladdningar innan kapaciteten försämras. Nackdelen är att de inte ens teoretiskt har en högre energitäthet än dagens litiumjonbatterier.

I magnesiumbatterier, däremot, är energitätheten teoretiskt sett dubbelt så stor som hos dagens litiumjonbatterier. Dessutom är magnesium en billig metall som det finns gott om i jordskorpan.

– Men det finns egentligen ingen design i dag som fungerar. Ingen håller på med en sådan prototyp vad man vet.

Energitätheten talar också för litiumsvavelbatterier. Den förväntas kunna bli ungefär dubbelt så stor som hos litiumjonbatterier.

170130_cth_patrik-johansson_batterier– Energitätheten mätt i Wh per kilo är lovande. Men för fordon är energitätheten mätt i Wh per liter också viktigt, och den är i dagsläget inte lika bra för litiumsvavelbatterier, säger Patrik Johansson.

Även de billiga råvarorna talar för litiumsvavelbatterier.

– Men hittills har bara ganska låga effektuttag demonstrerats, även om det görs framsteg på området, bland annat på Chalmers, säger Patrik Johansson.

Litiummetallbatterier, där anoden består av en tunn folie av metallisk litium, har en hög teoretisk energidensitet, kanske nära tre gånger dagens litiumjonbatterier.

Men batteritypen har problem med dendriter, utväxter som kan leda till kortslutning, om vanliga elektrolyter används. Därför måste man använda speciella elektrolyter, som bara fungerar vid högre temperaturer.

– Och om batterierna hålls varma har cellerna än så länge dålig energieffektivitet. Då är det svårt att få ut lika mycket energi som du stoppar in. Produktionsmässigt är det också svårt att göra riktigt tunna litiumfolier, säger Patrik Johansson.

Men batteritypen finns ändå i Bluecar, elbilen som tillverkas av Bolloré ihop med Renault och Pininfarina. Varje bil har ett batteri på 30 kWh som hålls varmt.

Företaget Solid Energy Systems, avknoppat från MIT, presenterade tidigare i år ett litiummetallbatteri som ska räcka dubbelt så länge som dagens litiumjonbatterier. Tanken är att företagets batterier i första hand ska lanseras för drönare och senare för mobiltelefoner.

– Generellt sett har alla de här fyra typerna minst 10–15 år kvar till genombrott. Natriumjon eller litiumsvavel är nog de koncept som har kommit längst. Men alla har sina fördelar, säger Patrik Johansson.

Källa och illustration: Ny Teknik

Taggat , , , , , ,