Et nyt amerikansk batteri-gennembrud giver igen næring til drømmen om elbiler med længere rækkevidde, lavere brandrisiko og batterier, der holder længere.
Forskere fra Argonne National Laboratory og University of Chicago har udviklet en ny metode til såkaldte all solid state-batterier med svovl. Ifølge forskerne beholdt batterierne fuld ydelse efter 100 ladecyklusser, og efter 450 cyklusser var kapaciteten stadig over 80 procent. Det hele blev opnået ved stuetemperatur, uden ekstern opvarmning.
Ikke et nyt materiale – men en ny måde at bygge batteriet på
Det mest interessante i forskernes arbejde er, at gennembruddet ikke primært handler om at opfinde et helt nyt batterimateriale. I stedet handler det om at få materialerne inde i batteriet til at arbejde bedre sammen.
Forskerne brugte højhastighedsblanding af batterimaterialerne ved 2.000 omdrejninger i minuttet i fem timer. Det satte gang i en mekanokemisk proces, som forbedrede grænsefladen mellem den faste elektrolyt og katoden. Netop den dårlige kontakt mellem de to dele har længe været en flaskehals for solid state-teknologien.
Khalil Amine fra Argonne siger, at styringen af disse grænseflader er afgørende, hvis batteritypen skal blive praktisk anvendelig. Og Argonne-kemikeren Guiliang Xu kalder resultaterne en markant forlængelse af levetiden for denne type lithium-svovl-batterier.
Derfor er svovl så interessant
Svovl er ikke bare endnu et laboratoriemateriale. Det er billigt, udbredt og langt mere jordnært end flere af de materialer, som batteribranchen ellers jagter. Ifølge University of Chicago er netop svovl attraktivt, fordi det i teorien kan levere meget høj kapacitet til lav pris. Det kan gøre teknologien mere relevant for almindelige elbiler, hvis den en dag kan produceres i stor skala.
Forskerne testede også beslægtede katodematerialer som selen og tellurium, og de viste samme type forbedringer. Det peger på, at metoden måske kan bruges bredere end bare i én enkelt batterikemi.
Selv om tallene lyder lovende, er det her ikke et batteri, der er klar til samlebåndet. Der er tale om et forskningsresultat, ikke en færdig bilbatteripakke. Fuldt kommercielle solid state-batterier er fortsat i en tidlig fase, og branchen kæmper stadig med masseproduktion, holdbarhed, produktionsudbytte og pris. Flere branchevurderinger peger på, at ægte solid state-batterier til elbiler i større volumen stadig ligger nogle år ude i fremtiden, mens de første løsninger sandsynligvis bliver dyre og kommer i begrænsede mængder.
Det ændrer dog ikke på, at forskningen er vigtig. For hver gang ingeniørerne løser et af de gamle kernespørgsmål, kommer teknologien et skridt tættere på virkeligheden.
