Batteriforskning: långsamma framsteg

Batteriforskning: långsamma framsteg

"Solid-state-batterier är bland de heta kandidaterna för nästa generations batterier."MARTIN FINSTERBUSCH

Fordonsekonomi: Nästa generation solid-state-batterier bör vara dubbelt så kraftfulla och säkra som dagens litiumjonbatterier. Vad är sant med biltillverkarnas löften?
Martin Finsterbusch: Faktum är att solid state-batterier är bland de heta kandidaterna för nästa generations elektriska mobilitetsbatterier. Eftersom de inte längre innehåller flytande elektrolyter är de läckagesäkra och temperaturstabila, till skillnad från dagens generation av litiumjonbatterier. På vårt forskningsinstitut arbetar vi också med att fördubbla energitätheten och förbättra den långsiktiga stabiliteten.

Hur långt har du kommit med din forskning och när kan vi förvänta oss att den nya generationen batterier är redo för marknaden?
Om en av mina anställda i morgon skulle lösa alla återstående fysiska och kemiska problem i ett svep skulle det bara ta två år. Faktum är att vi fortfarande har några hinder att övervinna, eftersom våra celler för närvarande bara fungerar i laboratorieskala. Den stora utmaningen ligger nu i att skala funktionen hos den enskilda lilla cellen till batteripaketet med flera hundra stora celler i ett fordon. I nästa steg måste materialen och tillverkningsprocesserna optimeras vad gäller kostnadseffektivitet, eftersom varje cent räknas i biltillverkning. Jag förväntar mig därför inte fungerande prototyper före 2025 och eventuell storskalig produktion före 2030.

Biltillverkare som Toyota och Fisker, samt dammsugartillverkaren Dyson, vill ta ut solid-state-batterier på marknaden i början av 2020-talet. Finns det någon sanning i detta, eller är det bara rykten?
Om jag visste det skulle jag inte vara fysiker, utan klärvoajant(skrattar). Många forskningslaboratorier runt om i världen arbetar för närvarande med nya störande batteriteknologier i strängaste hemlighet. Ingen kan idag säga vem som slutligen vinner loppet.

Du hör om olika begrepp som litium-svavel, litium-luft eller till och med litium-glas batterier. Vilken tycker du är mest lovande?
På Jülich Research Center arbetar vi främst med utvecklingen av oxidbaserade keramiska solid state-batterier. Även om dessa har större tillverkningsutmaningar jämfört med svavel- eller fosfatbaserade solid state-batterier, är de också de mest stabila. Vi utvecklar startpulver, halvfabrikat och funktionella lager och använder dem för att bygga kompletta celler. Vi har många års kunnande och en stor portfölj av keramiska tillverknings- och bearbetningsprocesser till vårt förfogande, med vilka vi kan kombinera en mängd olika material och producera olika celltyper. Fokus ligger alltid på att utveckla material och processer som är så kostnadseffektiva och skalbara som möjligt.

Skulle du personligen köpa en elbil idag eller skulle du hellre vänta på nästa tekniska språng i batteriutvecklingen?
Det kommer troligen inte att ske något större tekniskt språng de närmaste åren, utan snarare en gradvis utveckling av batteritekniken. Litiumjonbatteriet med flytande elektrolyt har trots allt funnits i 25 år och utvecklas ständigt vidare. Det är därför jag redan är intresserad av att köpa en elbil, men jag har märkt att jag ofta inte får kompetenta svar från återförsäljare på mina frågor om de fordonsbatterier som är installerade just nu. Dessutom är laddinfrastrukturen ännu inte tillräckligt tillgänglig för mina mobilitetsbehov, så jag väntar hellre lite till.