Solid state-batterier er en af de mest hypede teknologier i elbilverdenen. De lover mere energi, lavere vægt og bedre sikkerhed end de lithium-ion-batterier, vi kender i dag. Nu melder den belgiske batteristartup Solithor om et vigtigt teknisk gennembrud.
Selskabet har for første gang fået sin egen faste komposit-elektrolyt til at arbejde sammen med en såkaldt high-loading-katode i pouch-format. Resultatet er ifølge Solithor en energitæthed på op til 465 Wh/kg og 1.400 Wh/liter på stack-niveau.
Det er et tal, der er værd at holde øje med. For i praksis handler batterier ikke kun om kemi og laboratorietests, men om hvor meget energi man kan pakke ned i en given vægt og størrelse. Jo højere energitæthed, desto bedre mulighed for længere rækkevidde eller lettere batteripakker.
Ingen flydende elektrolyt
Det særlige ved Solithors teknologi er, at den ikke kræver flydende elektrolyt i produktionen. I stedet bruger selskabet en sol-gel-baseret kemi og en fast komposit-elektrolyt. Det kan blive vigtigt, fordi flere konkurrerende løsninger enten stadig læner sig op ad flydende eller halvflydende elektrolytter, eller kræver mere kompliceret produktion. Solithor hævder, at teknologien kan produceres med roll-to-roll-processer, som allerede bruges i batteriindustrien.
Samtidig kan eksisterende lithium-ion-fabrikker ifølge selskabet opgraderes til solid state-produktion uden nyt udstyr, med begrænsede omstillingsomkostninger og lavere driftsudgifter. Ved at droppe fyldning med flydende elektrolyt og forkorte formation og aldring med to tredjedele kan en dyr del af produktionen skæres ned. De trin kan ifølge Solithor udgøre op til 25 procent af de nuværende procesomkostninger.
– Solithor har udviklet en kemi, der gør det muligt for industrien at gentænke produktionen af solid state-battericeller, siger Dr. Fanny Bardé, medstifter og teknologidirektør i Solithor.
Bygget som større demonstrationscelle
Selskabet har også fremstillet sin første 10 Ah demonstrationscelle. Det er vigtigt, fordi mange batterinyheder dør i overgangen fra små laboratorieceller til større celler, der kan bruges i virkelige produkter. Ved 25 grader har Solithors multilags pouch-celler ifølge selskabet klaret kontinuerlig afladning på op til 5C med begrænset kapacitetstab. Cellerne har også leveret korte effektpulser på op til 10C i 30 sekunder ved 50 procent ladestand.
Det gør teknologien relevant til produkter, der har brug for korte, kraftige energiboosts. Solithor nævner selv droner under start og landing som et oplagt eksempel.
Mere sikkerhed – men stadig tidligt
Sikkerhed er en af de store grunde til interessen for solid state-batterier. Her oplyser Solithor, at fuldt opladede multilags pouch-celler har bestået både overopladning og søm-penetration uden røg, lækage, termisk løbskhed eller brand. Levetiden er også testet i mindre 1 Ah-celler, der har klaret mere end 500 fulde afladningscyklusser og stadig haft over 80 procent af den oprindelige kapacitet tilbage.
Det er lovende, men det betyder ikke, at teknologien står klar til masseproducerede elbiler i morgen. De første oplagte kunder er ikke almindelige bilkøbere, men brancher hvor lav vægt, høj effekt og sikkerhed er vigtigere end lav pris.
Solithor peger selv på luftfart, forsvar, maritim transport og mobilitet. Selskabet har blandt andet fået forsvarsfinansiering gennem DEEP-TECH-projektet under European Defence Fund, der skal styrke Europas teknologi til autonomi under vandet.
– Med denne store tekniske opdatering viser vi, at vores teknologi realistisk kan produceres og opfylde kravene fra højtydende og højværdi-applikationer inden for luftfart, dual-use og mobilitet, siger Rodrigo P. Navarro, topchef i Solithor.
For elbilister er nyheden derfor ikke, at næste bil får Solithor-batteri. Nyheden er, at solid state-teknologien bliver mere håndgribelig. Hvis produktionen kan skaleres, kan teknologien på længere sigt være med til at give lettere batteripakker, højere sikkerhed og bedre udnyttelse af pladsen i elbiler.
Ekstern validering er afgørende
Solithor oplyser samtidig, at selskabet arbejder med eksterne partnere på at validere teknologien. Det er ikke en uvæsentlig detalje. Batteriverdenen er fuld af store løfter, og alene i år har vi set, hvor galt det kan gå, når markedsføringen løber fra virkeligheden. Det finske “mirakelbatteri” fra Donut Lab blev først præsenteret som et solid state-gennembrud, men blev siden afsløret som langt mindre revolutionerende end lovet. Derfor er uafhængig validering vigtig: Solithors tal er interessante, men de bliver først for alvor tunge, når eksterne partnere kan bekræfte, at teknologien virker uden for selskabets egne laboratorier.
