Utviklingen av dagens litium-ion batterier i elbilene har gått raskt framover. For fire-fem år siden var en rekkevidde på 20 mil bra for en elbil. De nye elbilene som kommer i år vil ha en rekkevidde på minst 40–50 mil.
Dette er imidlertid bare starten. Elbil-produsentene investerer nå hundrevis av milliarder kroner for å utvikle solid state-batterier, eller faststoff-batterier på norsk. I et tradisjonelt litium-ion batteri, som brukes i elbiler i dag, går litium-ioner fra den positive til den negative batteripolen gjennom en flytende elektrolytt. Mellom polene er det også en separator som ionene passerer igjennom.
Derfor er det supert
I et faststoff-batteri kombineres denne separatoren og elektrolytten i en enkelt solid «blokk». Det forskes på flere faststoff-materialer, alt fra plastkompositter til sulfitt. Disse battericellene kan gjøres mye tynnere. Det gjør det mulig med langt flere celler på den samme plassen som et tradisjonelt litium-ion batteri.
Selv om ingen bilprodusenter foreløpig har faststoff-batterier klare for serieproduksjon, er de enige om at fordelene er mange:
Et slikt batteri lagrer mer energi på den samme plassen, noe som gjør at rekkevidden øker betydelig. Toyota har testbiler på veien med slike batterier.
– Mer lønnsomt enn noen gang
Et superbatteri
Da vi intervjuet Toyotas utviklingssjef Kiyotaka Ise for ei tid tilbake, sa han følgende:
– De nye batteriene vil gi minst 50 prosent mer effekt og dermed en dobling av rekkevidden sammenliknet med de litium ion batteriene som brukes i dagens elbiler. Dessuten vil ladetida på batteriet halveres.
– Et faststoff-batteri batteri kan arbeide med høy temperatur. Det trenger derfor ikke utstyr for kjøling slik som dagens batterier. Det betyr at det tar mindre plass og heller ikke blir særlig mye dyrere enn dagens batterier, sa Ise.
Lader mye raskere
VW estimerer en økning i rekkevidden på 30 prosent med de batteriene fabrikken utvikler sammen med QuantumSpace, en avlegger av Stanford University. Noe av økningen skyldes også en reduksjon av vekten på bilene med de nye batteriene.
VW sier at en ID. 4, med et 77 kWt batteri som på en god dag kan lade batteriet med 450 nye kilometer (10 til 80 prosent) på 25 minutter, kan kutte tiden til 12 minutter med de nye batteriene.
Her koker elbilen kaffe
Renault/Nissan, en av elbil-pionerene, anslår at ladingen av deres nye batteri kan gå tre ganger fortere enn dagens litium-ion batteri.
Ikke brannfarlig
En annen vesentlig fordel med faststoff-batteriet er sikkerheten. Flere av de store bilprodusentene har den siste tiden hatt store tilbakekallinger på grunn av brannfare forbundet med litium-ion batteriene. Chevrolet har måttet byttet batterier i 141 000 Bolt og Opel Ampera-e. Kostnaden er beregnet til rundt 16 milliarder kroner. Også Mercedes, Hyundai og Ford har hatt store tilbakekallinger på grunn av dette.
Faststoff-batteriene reduserer muligheten for brann, fordi de ikke bruker en brennbar elektrolytt. Den faste elektrolytten fungerer i tillegg som en beskyttelse mot at det dannes alge-liknende litium-forurensning som kan punktere separatoren i et litium-ion batteri, forårsake kortslutning som igjen kan før til brann.
Kommer i 2025
Toyota er foreløpig den eneste som så langt offentlig har gått ut offentlig med at de tester faststoff-batterier på veien i konseptbilen IQ. Toyota utvikler batteriet, som har en sulfitt-basert elektrolytt i samarbeid med Panasonic. Toyota har annonsert at 2025 er året da de vil kunne ta batteriet i bruk i vanlige biler. VW skal også ha et batteri klart på dette tidspunktet. Flere andre produsenter planlegger for 2026.
Verkstedet: – Bryt opp ladeluka
Kinesiske Nio har imidlertid annonsert at 2022–2023 er tidspunktet da deres batteri skal være klart. Det lagrer 150 kWt strøm og vil gi Nio ET7 en rekkevidde på nesten 100 mil. I Norge jobber Nio nå med å bygge opp et nettverk av stasjoner for batteribytte på sine biler.
Skeptiske eksperter
Mange av bilprodusentene er svært optimistiske, men uavhengige forskere slår litt kaldt vann i blodet på de som tror at alt er klart i morgen. De mener det fortsatt er flere tekniske hindringer som må overvinnes – inkludert varigheten til faststoffet og den høye temperaturen batteriet opererer under:
– Vi har foreløpig ikke sett et faststoff-batteri som er kommersielt brukbart i elektriske biler, sier Oliver Petschenyk, analytiker i LMC Automotive, i et intervju med Automotive News.
– Vi er skeptiske til de datoene som bil- og batteri-produsentene hevder de er klare til å lansere. Det kan først bli mot slutten av 2020-tallet at disse faststoff-batteriene kan lanseres for fullt, sier han.
Topplista: Disse går over 50 mil
The Faraday Institute, Englands fremste forskningsinstitutt på batterier, tror at faststoff-batteriene vil utgjøre mindre enn fem prosent av batteriene i elbiler i 2030, økende til 30 prosent rundt 2040.
