Kinesiska forskare har tagit ett stort kliv framåt inom utvecklingen av solid state-batterier, en teknik som ses som nästa stora genombrott för elbilar och framtidens energilagring. De nya framstegen kan mer än fördubbla räckvidden jämfört med dagens litiumjonbatterier.
Det skulle kunna ge elbilar som klarar över 100 mil på en laddning med samma batterivikt som tidigare. Tidigare kunde ett solid state-batteri på 100 kg räcka för att ge en elbil en räckvidd på 50 mil. Med den nya tekniken väntas samma vikt ge över 100 mils räckvidd.
– Ett tydligt tecken på hur mycket energitätheten har förbättrats, rapporterar den kinesiska statliga TV-kanalen CCTV.
Många bil- och batteritillverkare forskar för att kommersiellisera batteritekniken som ger högre energitäthet, snabbare laddning och bättre säkerhet. Men alla möts av samma utmaningar:
De fasta materialen i batteriet har haft svårt att få bra kontakt med varandra. De keramiska elektrolyterna är hårda och spröda medan litiumelektroderna är mjuka vilket gjort det svårt att skapa en stabil gränsyta.
Nu rapporterar flera forskargrupper i Kina tre avgörande genombrott enligt CCTV.
Specialim skapar bättre kontakt
Forskare vid Institute of Physics vid Chinese Academy of Sciences har utvecklat ett slags ”speciallim” baserat på jodjoner. Dessa fungerar som mikroskopiska fyllmedel som aktivt rör sig mot gränsytan mellan elektroden och elektrolyten och tätar små hålrum.
Resultatet blir en sömlös kontakt som gör att laddning och urladdning kan ske mycket effektivare än tidigare.
Batteri med flexibilitet
Vid Institute of Metal Research har man istället fokuserat på flexibilitet. Genom att bygga in ett polymerbaserat ”skelett” i elektrolyten har forskarna skapat ett batteri som kan böjas och vridas utan att spricka, upp till 20 000 gånger i laboratorietester.
Samtidigt har man tillsatt kemiska komponenter som förbättrar jonrörelsen och ökar lagringskapaciteten med hela 86 procent.
Stoppar värmeutveckling
Det tredje genombrottet kommer från Tsinghuauniversitetet, där forskare har utvecklat en fluorbaserad elektrolyt. Fluorens höga motståndskraft mot spänning fungerar som en skyddande ”fluoridsköld” som hindrar värmeutveckling.
I tester har batterierna klarat både nålpenetration och 120 graders värme utan att explodera. Det beskrivs som ett viktigt steg mot säkra solid state-batterier.
– Med dessa tekniska framsteg närmar sig solid state-batterierna en kommersiell verklighet. Tekniken kan innebära en ny era för elbilar med längre räckvidd, högre säkerhet och bättre hållbarhet och markerar ännu en milstolpe i Kinas snabbt växande batteriindustri, rapporterar CCTV.
De flesta tror att det kommer vara realistiskt att börja sälja elbilar med solid state-batterier i slutet av detta årtiondet. Nyligen gick Toyota ut med det ambitiösa målet att vara först i världen 2027 eller 2028.
