Vilande litiummetallbatterier kan dubbla räckvidden i elbilar

Vänster: Batteripaket som vilar enligt AI.

Framtidens elbilar kan drivas av litiummetallbatterier som klarar av att leverera 800 till 1100 kilometer i räckvidd på en enda laddning, nästan dubbelt så långt mot dagens konventionella litiumjonbatterier. Nu gäller det att hålla tungan rätt i munnen, vi talar alltså om två olika batterityper: litiummetall och litiumjon.

Ett konventionellt litiumjonbatteri består av två elektroder. En grafitanod och en litiummetalloxidkatod, de är separerade av en vätska eller fast elektrolyt som skickar litiumjoner fram och tillbaka.

I ett litiummetallbatteri ersätts grafitanoden med elektropläterad litiummetall vilket gör det möjligt att lagra dubbelt så mycket energi som ett litiumjonbatteri på samma utrymme. Det skulle kunna innebära en fördubbling av räckvidden.

Men litiummetalltekniken har en stor nackdel. Kontinuerlig laddning och urladdning av batterierna får dem att snabbt försämras, något som gör dem värdelösa i elbilar. Det är oerhört opraktiskt med ett batteri som bara har en livslängd på ett par veckor.

– Upprepad laddning och urladdning resulterar i uppbyggnad av dött litium, vilket gör att batteriet snabbt tappar kapacitet. En elbil med ett toppmodernt litiummetallbatteri skulle förlora räckvidd i mycket snabbare takt än en elbil som drivs av ett litiumjonbatteri, berättar Wenbo Zhang, doktorand vid Stanford i materialvetenskap och teknik.

Genombrottet

Forskarna vid Stanford University har testat olika nya material och tekniker i ett försök att förbättra batteriteknikens livslängd. Nu har forskarna upptäckt en billig lösning genom att helt enkelt tömma batteriet och låta det vila.

Detta beskriver forskarna i en studie som publicerades igår i tidskriften Nature.

– Vi letade efter det enklaste, billigaste och snabbaste sättet att förbättra litiummetallcykelns livslängd. Vi upptäckte att vi kunde låta batteriet vila i ett urladdat tillstånd och att den då förlorade kapaciteten kunde återvinnas och cykellivslängden ökas, berättar Wenbo Zhang

– Dessa förbättringar kan uppnås genom att omprogrammera batterihanteringsprogramvaran, utan några ytterligare kostnader eller förändringar vad det gäller utrustning, material eller produktionsflöde, fortsätter Wenbo Zhang.

Tidigare trodde man att energiförlusten var oundviklig men forskningen visar att man kan återställa den förlorade kapaciteten. Resultaten från studien kan ge batteri- och elbilstillverkare praktiska insikter om hur man i framtiden kan använda litiummetalltekniken i fordonsindustrin. Den är både energitätare och väger mindre vilket bådar gott för elbilar med längre räckvidd.

Missa inget
En till två gånger i månaden får du ett trevligt nyhetsbrev med en sammanfattning av de senaste nyheterna. Det är helt gratis.
Kristofer är grundaren av Allt om Elbil. Följer utvecklingen av elbilen med fascination sedan 2016. Kör självklart också elbil. Mer information och kontakt.