Bildet over: Fortsatt er det Tesla som har ledertrøya på rekkevidde med dagens elbilbatterier. (Foto: Frank Williksen)
Det er kommet spørsmål rundt hva faststoff-batterier kan ha å si for elbilens fremtid, og her er et svar som forklarer hvorfor dette kan bety sikrere elbil:
Av Stein Bekkevold
For det første er det nok innlysende at et fast stoff er noe som ikke er flytende eller i gassform. Gelé er noe midt imellom, og det er nettopp geléformen forskerne nå studerer. De skaper en lett og elektrisk ledende plast og løser den opp slik at den blir som gele, og kaller det en gel. Kanskje for moro skyld.
Bakgrunn
Poenget når et elektrisk batteri – en akkumulator – skal være lett og inneholde mye brukbar energi, er arbeidsevne per kilo energibærer. En generell svakhet med batterier er at de lagrer MYE mindre energi per kilo installasjon enn en drivstofftank – der energien jo ligger i gassform (metan eller hydrogen) eller noe flytende.
Det var dette som tok knekken på de første elektriske bilene, som begynte å komme i større antall etter år 1900. Så alt vi kan gjøre for å senke systemvekten og øke energi-innholdet er smart. Det var her det ultralette metallet litium i polene kom inn, sammen med bl.a. grafitt og kobolt.
Da det senere viste seg at bruk av litiumsalt i den elektrisk ledende elektrolytten til Li-ione-batteriene ikke var helt topp, begynte smarte hoder også å tenke plast. Plast er svært lett, veier sjelden mer enn to kilo per dm3 og du kan gjøre omtrent hva du vil med den – når du løser plast i et trygt løsemiddel kan du lage en gel – som er elektrisk ledende.
Da får du et lett, energitett og brannsikkert batteri, som lagrer mer strøm og som tåler raskere fylling og tømming. I praksis vil dette bety sikrere elbil. Plasten de går ut fra kan være polyetylen, kanskje av gass fra Nordsjøen, eller polyakryl-nitril (PAN), polymetylmetakrylat (PMMA) eller polyvinylfluorid (PVF). Med denne teknikken får du et moderne litium-ion-polymerbatteri. Av faststofftypen.
Hyundai Kona er den elbilen som kjører lengst i “folkelige” prisklasser.
Historisk
har et Li-Ion-batteri bestått av en negativ elektrode av karbon (grafitt) og en positiv av et metalloksid (LiCoO, LiFePO eller LiMnO), mens elektrolytten har vært et litiumsalt løst i et organisk stoff. Nyere forsøk har bl.a. benyttet grafén-elektroder (en form for karbon). Karbon er kull. Elektrolytten har vært etylen-karbonat eller dietyl-varianten.
Forsøk med nanoteknologi har vært lovende. Da litiumoksid er et reaktivt stoff i likhet med mange andre oksider, bør vi ikke bruke en vandig løsning. Litium danner nemlig eksplosiv hydrogengass. Fordi vår gamle venn vannet jo ikke er annet enn H2O. Og batterikassen må være 100 prosent vann- og fukttett.
I 2017 så vi de første tegn til en ny fremtid med sikrere elbil: Summen av krav til levetid, lagringsevne, hurtiglading og senket pris lot til å skape et marked for nyheten LiFePO (litium-jern-fosforoksid). Sony kaller disse for Fortelion. Men de må bruke karbon for å øke ledningsevnen. Dette kompliserer.
Snarere enn å bruke et litiumsalt (a la LiPF6) elektrolytt vil også de bruke en dopet plast. Teknikken kalles nå SPE (Solid Polymer Electrolyte) og på fire vanlige plasttyper. Disse kan være av tre typer, ifølge Panasonic: tørr SPE, gel-formet SPE eller porøs SPE. Så nå er det bare å følge med, om du tenker elektrisk doning.
