Nyt batteri passerer 500 Wh/kg – uden solid-state

Rammer næsten producentens vilde påstand

BEI opgiver selv energitætheden til 519 Wh/kg for MUL20A. Cellen vejer blot 157 gram og har en kapacitet på 21,1 Ah eller godt 81 Wh. About:Energy målte først 504 Wh/kg ved C/5, altså under en hårdere afladning end BEI bruger til sit officielle tal. Dermed nåede batteriet omkring 97 procent af producentens angivelse. 

Laboratoriet gentog siden testen ved samme C/10-betingelser som producenten. Her landede resultatet på hele 516 Wh/kg– blot omkring en halv procent under de lovede 519 Wh/kg. Det gør MUL20A til den hidtil mest energitætte battericelle, som About:Energy selv har testet.

For perspektiv ligger mange mere traditionelle lithium-ion-celler langt lavere. I About:Energys egen database finder man eksempelvis højtydende pouch-celler omkring 250-350 Wh/kg, mens BEI altså bevæger sig på den anden side af 500. 

Tricket er at droppe grafitten

Hemmeligheden ligger på batteriets negative side. I en traditionel lithium-ion-celle fungerer en grafitanode lidt som et parkeringshus for lithiumionerne. Under opladning flytter ionerne ind i grafitten, og under afladning bevæger de sig tilbage. Det fungerer glimrende, men grafitten fylder og vejer.

Artiklen fortsætter efter annoncen

BEI har derfor fjernet den traditionelle anode fra cellen under fremstillingen. I stedet aflejres lithium direkte på strømkollektoren og danner en lithium-metalanode, når batteriet oplades første gang. Betegnelsen anode-free er derfor en smule misvisende. Cellen kører ikke rundt uden en anode – den bliver blot fremstillet uden det grafitmateriale, som normalt optager plads og vægt.

Resultatet er, at en større del af batteriets vægt kan bruges på det, der faktisk er interessant: at lagre energi.

Her kommer problemet

Gratis frokost findes heller ikke i batteriverdenen. Lithium-metal er langt vanskeligere at holde under kontrol end lithium i en grafitanode. Når metallet aflejres under opladning, kan det vokse ujævnt og danne såkaldte dendritter – mikroskopiske nålelignende strukturer, der i værste fald kan skabe intern kortslutning.

BEI forsøger at styre processen med en særlig belægning, der skal få lithium til at lægge sig mere jævnt. Men ekstrem energitæthed har stadig en pris. About:Energys medstifter Kieran O’Regan beskriver batteriudvikling som et kompromis mellem blandt andet energitæthed, effekt, produktionspris og levetid. Skruer man voldsomt op for ét parameter, bliver noget andet typisk vanskeligere.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Netop levetiden er stadig et af de store spørgsmål ved lithium-metal og anodefri celler. About:Energy fremhæver også, at BEI og andre producenter fortsat arbejder med blandt andet cykluslevetid, pris og mekaniske krav til cellerne.  BEI har eksempelvis en kommende mere holdbar variant på 400 Wh/kg, som producenten opgiver til mindst 100 cyklusser ved 1C og mindst 200 ved en langt mildere belastning på 0,2C. 

Det er en helt anden verden end de mange hundrede eller tusinder af cyklusser, man forventer af batteriet i en almindelig elbil.

Når prisen ikke er noget problem

500 Wh/kg lyder som opskriften på en elbil med enorm rækkevidde og et langt lettere batteri. Og på længere sigt kan lithium-metal meget vel få betydning for biler.

Men BEI’s MUL20A er i første omgang rettet mod områder, hvor lav vægt er langt vigtigere end pris og ekstrem levetid: blandt andet droner, ubemandede fly og elektrisk luftfart. About:Energy er nu i gang med at teste cellen med belastningsprofiler, der efterligner netop droner og eVTOL-fartøjer. 

Artiklen fortsætter efter annoncen

Det er også værd at understrege, at de godt 500 Wh/kg gælder selve battericellen. Et færdigt batteri får yderligere vægt fra køling, elektronik, kabinet, kabler og sikkerhedsstruktur.

Alligevel er resultatet bemærkelsesværdigt. Ikke fordi det betyder, at elbiler med dobbelt rækkevidde står hos forhandleren næste år, men fordi 500 Wh/kg-grænsen nu ikke længere kun eksisterer i en producents egne lovprisninger, Denne gang har et uafhængigt laboratorium rent faktisk målt den.