Hvor tæt er vi egentlig på solid state-batterier?

Solid state-batterier lyder som det perfekte batteri: Lang rækkevidde, lynopladning og nul brandfare. Og nu – ifølge Toyota – er de kun to-tre år væk fra at lande i din næste elbil. Men holder det? Eller er det bare endnu et kapløb, hvor målstregen hele tiden rykker?

Solid state-batterier er elbilverdenens enhjørning. De lover alt det, dagens lithium-ion-batterier kæmper med: Rækkevidde på op til 1.000 kilometer, opladning på under 10 minutter og en konstruktion, der i teorien ikke kan brænde.

Sådan virker et litium-ion batteri: Ved opladning bevæger lithium-ioner og elektroner sig fra katoden til anoden. Ved afladning går strømmen den modsatte vej og driver f.eks. en elbil. Den porøse membran forhindrer kortslutning, mens ionerne kan bevæge sig frit.

Hvor almindelige batterier bruger flydende, brandfarlige elektrolytter, erstatter solid state-teknologien dem med faste, superledende materialer – såkaldte superioniske faste stoffer. Det gør dem ikke bare sikrere, men også mere kompakte og energitætte.

Engang var det sci-fi, men det er det ikke helt længere. Toyota, Volkswagen og Mercedes har alle fremvist fungerende prototyper – og Toyota meldte så sent som i denne uge ud, at de regner med at sætte solid state-batterier i serieproduktion allerede i 2027 eller 2028.

Men inden du stiller dig i kø til en bil med magisk batteri, er der et par virkelighedstjek, du bør kende.

Det tekniske gennembrud – og det nye benspænd

Forskere har i årtier drømt om faste elektrolytter. Men først i løbet af de seneste 10-15 år har man fundet materialer, der rent faktisk kan flytte lithium-ioner hurtigt nok til at matche – og nogle gange overgå – flydende elektrolytter. Det er en gamechanger.

Sådan virker et solid state-batteri: Ved opladning bevæger lithium-ioner og elektroner sig fra anoden til katoden. Ved afladning går går strømmen omvendt og driver f.eks. en elbil. Den faste elektrolyt forhindrer kortslutninger, men ionerne kan bevæge sig frit.

Men hvor fysikken nu ser ud til at spille med, er det produktionen, der halter. Mange af de nye superioniske materialer – især dem baseret på sulfider – reagerer voldsomt med luftfugtighed og kræver ekstremt tørre og kontrollerede forhold. Andre er skrøbelige som porcelæn og kan ikke laves med de effektive “roll-to-roll”-metoder, som man bruger til lithium-ion.

Med andre ord: Det, der fungerer i laboratoriet, fungerer ikke nødvendigvis i en gigafabrik.

Økonomien – den virkelige kampplads

En anden – og måske endnu vigtigere – udfordring er økonomien. I dag koster lithium-ion-batterier omkring 115 dollars per kilowatt-time, og det tal falder hurtigt. Solid state ligger stadig væsentligt højere.

Bilproducenter vil ikke bare have noget, der er bedre – det skal også være billigere, eller i det mindste konkurrencedygtigt. Ellers bliver teknologien aldrig mere end et nicheprodukt til luksusbiler, droner og fly.

Og netop derfor er mange skeptiske over Toyotas tidsplan. For selvom selskabet måske er førende i udviklingen, har de endnu ikke demonstreret en komplet bil med solid state i offentligheden. Det har Mercedes til gengæld – men kun som prototype.

I starten af september kørte Mercedes-Benz en testversion af EQS hele 1.205 kilometer på én opladning – og satte samtidig en ny rekord for solid state-batterier (foto: Mercedes-Benz).

Selv hvis teknologien stadig er dyr og svær, så er det svært ikke at blive forført. For solid state åbner døren til helt nye designprincipper: Man kan droppe grafitanoden og i stedet bruge rent lithium-metal – hvilket potentielt kan tidoble energitætheden i den del af batteriet. Det kan føre til lettere biler, længere rækkevidde og mindre behov for batteripakker på størrelse med en dobbeltseng.

Og så er der det geopolitiske aspekt: I dag dominerer Kina lithium-ion-markedet med over 70 procent af produktionen. Solid state er en sjælden mulighed for resten af verden – især Japan, Korea, USA og Europa – for at tage førertrøjen i næste generations batterier.

Det handler ikke kun om elbiler

Selvom elbiler ofte stjæler rampelyset, når det gælder solid state-batterier, vil teknologien få langt bredere betydning. Smartphones, laptops, droner, høreapparater og selv elektrificeret luftfart står til at få et massivt løft, når batterierne bliver lettere, mere sikre og kan rumme mere energi på mindre plads.

Forestil dig en mobil, der holder strøm i flere dage – eller en drone, der kan flyve dobbelt så langt på en opladning. Når solid state-batterier bliver virkelighed, vil hele den mobile verden kunne tage et kvantespring.

Så hvor tæt er vi egentlig?

Hvis man spørger Toyota, er vi to-tre år fra målet. Men spørger man forskere og startups i branchen, er det nok mere realistisk at tænke i to faser:

Fase 1 (2027–2029): Små volumener, nichemodeller og dyrere performancebiler får de første generationer af solid state-batterier. Produktionen sker i specialbyggede fabrikker, og priserne vil stadig være høje.

Fase 2 (2030+): Hvis teknologien kan skaleres og gøres billigere, vil vi se bredere udrulning – måske endda i prisvenlige modeller. Men det afhænger af, om nogen virkelig knækker koden til billig, robust og masseproducerbar produktion.

En elektrisk revolution – men med forbehold

Solid state er ikke længere en fjern drøm. Men den er heller ikke lige om hjørnet for almindelige bilkøbere. Teknologien er i rivende udvikling, og de tekniske barrierer er i høj grad brudt – men produktion og økonomi er stadig store bump på vejen.

Så næste gang du hører, at “solid state er lige på trapperne”, så husk: Der er stor forskel på at kunne bygge én celle i et laboratorium – og at bygge en million om dagen til en overkommelig pris.

Men hvis det lykkes? Så taler vi ikke bare om længere rækkevidde og hurtigere opladning – vi taler om den største revolution i batteriteknologi siden Walkman’en fik genopladelige batterier. Og det er måske ventetiden værd.