Ny batteriteknologi – lad elbilen op på kun 10 minutter
Hvis alle fossilbiler på sigt skal erstattes af elbiler med store batterier, kommer der til at mangle råmaterialer til fremstilling af batterier. Det er derfor nødvendigt at tænke i mindre batterier, der til gengæld kan oplade ekstremt hurtigt.
Sådan lyder det fra Chao-Yang Wang. Han er professor i maskinteknik ved The Pennsylvania State University og er hovedforfatter på en ny artikel, der netop er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Nature.
Læs også: Elbiler – alt om teknologien, der skal sikre den grønne omstilling
Mindre, billige og hurtigopladende batterier er vejen frem
Chao-Yang Wang og hans forskerkollegaer har udviklet en ny batteriteknologi, som meget vel kan være det, der skal til, for at elbiler kan skalere mere bæredygtigt de næste årtier.
De eksisterende batterier er nemlig for langsomme til at oplade, og så er de dyre. Det skyldes, at de ofte har en relativt høj kapacitet for at imødekomme batteriansigt hos forbrugerne. Med det nye batteridesign vil Chao-Yang Wang gøre en ende på netop batteriangsten. Han og kollegaerne har udviklet et effektivt batteridesign med en lavere kapacitet, der til gengæld kan oplades på kun 10 minutter.
“Behovet for mindre batterier, der kan oplades hurtigere, er større end nogensinde før. Der er simpelthen ikke nok batterier og kritiske råmaterialer, især dem, der produceres indenlandsk, til at imødekomme den forventede efterspørgsel,” forklarer Chao-Yang Wang.
Regulerer batteritemperaturen indefra
Den helt store udfordring, når det kommer til opladning af elbilbatterier, er temperatur. Batterierne fungerer bedst, når de er varme, men ikke for varme. Derfor har bilproducenter hidtil håndteret problemet ved både at opvarme batterierne med varmepumper og nedkøle dem med kølere. Det bruger dog meget energi, og temperaturen reguleres også langsomt.
Forskerne har i stedet udviklet et batteridesign, der regulerer batteriernes temperatur indefra. De udviklede en ny batteristruktur, der tilføjer et ultratyndt stykke nikkelfolie som den fjerde komponent i cellerne. De tre eksisterende er anoden, katoden og elektrolytten. Nikkelfolien fungerer som en stimuli, der selv regulerer batteriets temperatur og reaktivitet. Det muliggør en opladning på kun 10 minutter.
“Vores teknologi til hurtig opladning fungerer med de fleste batterier med høj energitæthed og vil åbne en ny mulighed for at reducere batterierne i elbiler fra 150 til 50 kWh uden at bilisterne får rækkeviddeangst. De mindre, hurtigere opladelige batterier vil på dramatisk vis reducere batteriomkostningerne og forbruget af kritiske råmaterialer som kobolt, grafit og litium, hvilket vil muliggøre en massiv udbredelse af elbiler til overkommelige priser,” siger Wang.
Arbejder på at kommercialisere batteridesignet
Laboratoriet ved The Pennsylvania State University har netop indgået et samarbejde med den lokale startupvirksomhed EC Power. Virksomheden arbejder på at fremstille og kommercialisere forskernes batteridesign, som sikrer hurtig opladning til en markant lavere pris end de nuværende batterier.
Det er endnu uvist, hvornår teknologien finder vej til de første personbiler. Indtil videre er det dog lykkedes EC Power, via virksomheden Citic Guoan Mengguli Power Science & Technology Co Ltd som licenstager, at implementere teknologien i 10.000 busser og biler, der blev anvendt ved Vinter-OL i 2022 i Beijing.
Batteridesignet produceret af MGL er i stand til at opvarme sig selv fra -30 grader til over frysepunktet i løbet af 10 sekunder.