Tyske forskere vil give elbiler et batteriløft med et næsten usynligt trick

Mere strøm uden flere kilo

Hemmeligheden ligger i batteriets anode – den ene af batteriets to elektroder. I traditionelle lithium-ion-batterier består anoden typisk af grafit. Men ved at erstatte grafitten med metallisk lithium åbner der sig nogle interessante muligheder. Lithium-metal kan nemlig lagre væsentligt mere elektrisk ladning pr. gram end grafit. Det giver mulighed for battericeller med højere energitæthed.

For elbilejere er perspektivet til at forstå: En bil kan potentielt få længere rækkevidde uden et større batteri. Eller bilproducenten kan vælge et mindre og lettere batteri, som leverer den samme rækkevidde som i dag. Begge dele vil være attraktive. Mindre vægt kan samtidig forbedre bilens effektivitet og køreegenskaber.

Men der er naturligvis en slange i paradis …

Lille problem med store konsekvenser

Lithium-metal-batterier har længe været betragtet som en lovende afløser for nutidens batteriteknologi. Problemet er, at metallisk lithium er særdeles reaktivt. Når batteriet oplades og aflades, kan der opstå ustabile kemiske reaktioner mellem anoden og elektrolytten. Det kan få batteriets kapacitet til at falde hurtigere.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Samtidig kan der dannes såkaldte dendritter – små, nålelignende lithiumaflejringer, der i værste fald kan føre til kortslutninger. Det er blandt årsagerne til, at lithium-metal endnu ikke har fået sit store gennembrud i elbiler. Og netop her kommer Fraunhofer-forskernes næsten usynlige trick ind i billedet.

Kulstof skal holde styr på lithium

Forskerne vil undersøge, om et ultratyndt lag såkaldt amorft kulstof kan gøre batteriet mere stabilt. Amorft betyder, at kulstoffet ikke har en regelmæssig krystalstruktur. Ved hjælp af en særlig laserbaseret belægningsproces påfører forskerne kulstoffet på de kobberfolier, der leder strømmen i battericellen.

Målet er at skabe mere stabile forhold omkring lithium-metal-anoden og elektrolytten, så batteriet bedre kan holde til gentagne opladninger og afladninger.

Det lyder måske som en beskeden ændring. Men hvis belægningen virker efter hensigten, kan den være med til at fjerne en vigtig forhindring for udviklingen af batterier med både høj energitæthed og lang levetid.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Hvornår kommer teknologien i elbiler?

Her er det nødvendigt at trække lidt i håndbremsen. LIMAC er stadig grundforskning. Forskerne arbejder i første omgang med små laboratorieceller, som skal sammenlignes med almindelige referenceceller.

Der er endnu ikke offentliggjort resultater, som fortæller, hvor meget længere rækkevidde teknologien kan give, eller hvor mange ekstra opladninger batterierne kan holde til. Forskerne vil også undersøge teknologiens miljøbelastning og mulighederne for at overføre den til større battericeller, som på længere sigt kan være relevante for elbiler.

Projektet løber frem til august 2028, og der er ingen tidsplan for kommerciel produktion.

Men lykkes forskerne med at gøre lithium-metal-batterier mere stabile og holdbare, kan det blive et vigtigt skridt mod næste generation af elbilbatterier. For i sidste ende handler fremtidens batterier ikke nødvendigvis om at proppe flere kilo ind under bilen. Det handler om at få mere ud af hvert eneste kilo.

Artiklen fortsætter efter annoncen