Elbilene trenger bedre og sikrere batterier med kortere ladetid og økt rekkevidde. De nye kommer snart, og er av faststoff type – med brannsikker elektrolytt.
Bildet øverst: En vakker drøm: Her er norske Think Ox prototyp fra 2010. Flott design, og en bil som hadde blitt helt topp med de nye batteriene. Men Norge ville ikke satse noen av sine mange tusen oljemillioner på bilen – de sov i timen … (Foto: H. Aurlien, Norsk Vegmuseum)
Av Stein bekkevold
Utviklingen av elbilbatterier er intens, særlig gjelder dette de brannsikre som er kjappere å lade. Brannsikre? Hvorfor faststoff? Fordi dagens flytende, strømførende litiumoksid-elektrolytt er antennelig – en brann er oksidering av tilgjengelig oksygen, og litiumoksid er akkurat det – et av mange slike stoffer; bensin og diesel inkludert. Om det ikke fins frie oksider, kan det vanskelig bli brann. Derfor er faststoff bedre i elektrolytt.
Historien
Alt i 2017 sa John Goodenough, en av utviklerne bak Li-ion-batteriet, at det var mulig å lage en faststoffvariant med glass–elektrolytt og alkalimetall-anode av litium, natrium eller kalium.
Senere sa Toyota at de ville fortsette Panasonic-samarbeidet om faststoff. Etter dyr forskning og koordinert samarbeid med andre, har Toyota nå flere SSB-patenter.
Så meldte andre seg på – de måtte skaffe ny teknologi. De står på en voksende liste – BMW, Honda, Hyundai, Nissan – og Fisker Inc. Så ønsket Fisker egen løsning, og ville lage superbiler før 2020(!). De ble forsinket, da Fisker heller ville konkurrere med Tesla Y (i 2020).
Moderne elektriske biler har en enorm batteripakke under karosseriet; til forveksling lik opplegget i Thinks prototyp Ox … (Foto: Volvo)
200 millioner dollar til
Andre, som NGK, har finpusset kompetanse og produkter for å levere keramiskefaststoffbatterier. En viktig utvikling kom i 2018, da Solid Power – ved University of Colorado – fikk 20 millioner USD fra Samsung og Hyundai.
De skulle bygge produksjonslinje for et ladbart litium-metall batteri. Quantum Scape, enda en batteriprodusent – var da startet av folk ved Stanford. De fikk mye omtale da VW investerte 100 millioner dollar, og ble største eier sammen med Bill Gates. De ville starte masse-produksjon, så VW satset enda 200 millioner dollar – i juni 2020.
Dropper det – inntil videre
Kinesiske Qing Tao åpnet første preproduksjonslinje i 2018, for enheter til noe de kalte «spesialutstyr og avanserte digitale produkter». De skal også ha nevnt biler.
I 2022 skulle Toyota ha vist en prototyp med faststoff, de ville gjerne bli først. De har et rykte å forsvare, med Prius. Solid Power sier at de også snart kommer. Quantum Scape har planlagt oppstart i mai 2024. Fisker sa en gang at deres skulle i produksjon i 2023. Men 26. februar sa de at problemer gjør at de dropper faststoff inntil videre ….
Keramer
Lenge har fagfolk sagt at faststoffbatterier er neste generasjon. De kan vare lengre og veie mindre, og ha 10 ganger større energitetthet, med litium-metallanode – ikke grafitt. Ford, Hyundai, Nissan, Toyota og Volkswagen investerer i slike.
Og Eric Wachsman i Ion Storage Systems sier at deres sterke, tette keramiske elektrolyttbare er 10 mikrometer tykk, akkurat som plast-separatorene i dagens Li-Ion, og at de leder ioner like bra som dagens elektrolytt.
Og der overvinnes de to problemene med faststoff: høy elektrolyttmotstand og lav strømkapasitet. Elektrolytten har i midten et tynt, tett lag av litiumoksid-keram (Li7La3Zr2O12) bak et litt tykkere, porøst lag av keram med et supertynt aluminium-oksidbelegg som reduserer motstanden ytterligere.
Så da så: Vent noen år med å kjøpe elbil, dere!
