Glem solid state – silicium-anoder er fremtiden

Solid state-batterier har længe været den store elbil-drøm. Mere rækkevidde, hurtigere opladning og bedre sikkerhed i én pakke. Problemet er bare, at teknologien stadig lader vente på sig. Derfor peger General Motors nu på en mere jordnær batteriteknologi, der kan få betydning langt hurtigere: silicium-anoder.

– Vi tror, at silicium er den næste anode-teknologi, siger Kurt Kelty, der er ansvarlig for batterier og bæredygtighed hos General Motors til InsideEVs.

Og selv om det lyder som noget fra batterilaboratoriet, er pointen ret enkel: Elbiler kan få længere rækkevidde og hurtigere opladning uden at vente på det store solid state-gennembrud.

Mere rækkevidde uden større batteri

I dag bruger langt de fleste elbilbatterier grafit i anoden. Det er den del af batteriet, der lagrer ioner under opladning og frigiver dem igen, når bilen kører. Grafit fungerer godt, men det har også en ulempe: Størstedelen af forarbejdningen foregår i Kina, og materialet er tæt knyttet til både dyre og miljøbelastende forsyningskæder.

Ved at erstatte en større del af grafitten med silicium kan batteriproducenter øge energitætheden markant. Det betyder i praksis, at samme batteripakke kan rumme mere energi – eller at bilproducenterne kan opnå samme rækkevidde med mindre batterier. Det er her, teknologien bliver interessant. For i stedet for at vente på en ny batteritype, der måske først bliver masseproduceret om flere år, kan silicium-anoder forbedre de lithium-ion-batterier, elbiler allerede bruger i dag.

Kan komme før solid state

GM vil ikke sige præcist, hvor langt selskabet er med teknologien, eller hvor store forbedringer kunderne kan forvente. Men flere batteriselskaber lover store spring. Amprius Technologies hævder, at en elbil med 310 miles rækkevidde i dag kan nå 574 miles med selskabets silicium-anodebatteri. Sila, en anden amerikansk batterivirksomhed, taler om op til 20 procent mere rækkevidde uden at gøre batteripakken større.

Teknologien er heller ikke kun teori. Silicium-anoder bruges allerede i udvalgte batterier til high-end smartphones, og bilindustrien er i gang med at tilpasse teknologien til elbiler. Mercedes-Benz bruger allerede batterier med silicium i anoden i den nye AMG GT, hvor hurtigopladningen er en central del af pakken. Ifølge Mercedes kan batteriet lades fra 10 til 80 procent på 11 minutter ved en maksimal ladeeffekt på 600 kW.

Først i de dyre biler

Som så ofte med ny teknologi starter det i den dyre ende. Den ekstreme McMurtry Spéirling bruger batterier fra Molicel med silicium-anoder fra Group14. Resultatet er en bil, der kan accelerere fra 0 til 60 mph på 1,55 sekunder. Men det afgørende bliver, om teknologien kan skaleres til helt almindelige elbiler. Og her er produktionen allerede ved at komme i gang.

Sila har åbnet en fabrik i Moses Lake i Washington med kapacitet til batterimaterialer til op mod 50.000 elbiler om året. Selskabet har samtidig aftaler med Mercedes-Benz og Panasonic, der er en af Teslas vigtigste batterileverandører. Group14 producerer også silicium-anodematerialer i Sydkorea og oplyser, at fabrikken kan levere op til 10 GWh batterimaterialer – nok til mere end 100.000 elbiler.

GM satser bredt

For GM handler silicium-anoder dog ikke om at droppe alle andre batteriteknologier. Tværtimod arbejder selskabet med flere spor på én gang. Koncernen udvikler billigere lithium-mangan-rige batterier (NMC) til store SUV’er og pickups, bruger allerede nikkelrige batterier i store dele af modelprogrammet og LFP-batterier i Chevrolet Bolt. Derudover arbejder GM også med natrium-ion-batterier til energilagring. Solid state er heller ikke lagt i graven.

– Vi har en række solid state-prototyper i vores laboratorier, siger Kurt Kelty.

Men for elbilkøbere kan silicium-anoder blive den teknologi, der mærkes først. Ikke som en fjern batterirevolution, men som mere rækkevidde, hurtigere opladning og potentielt lavere afhængighed af kinesisk grafit i de biler, der kommer på markedet de næste år.

Glem solid state – silicium-anoder er fremtiden