En vigtig opdagelse kan tage udviklingen af solid-state-batterier til elbiler et markant skridt i den rigtige retning. En gruppe forskere har nemlig endelig fundet ud af, hvorfor den lovende batteriteknologi svigter alt for tidligt.
Solid-state-batterier betragtes som den hellige gral inden for elektrisk kørsel. Den særlige type batterier er ikke blot kendt for at love længere rækkevidde, men er også et mere sikkert valg end de nuværende batterier, eftersom de ikke indeholder brændbare væsker.
Desværre lider de under et vedholdende problem: de går alt for hurtigt i stykker. Det skriver det hollandske medie Bright.
Det skyldes, at der under opladning relativt hurtigt opstår nåleformede strukturer, der er kendt som dendritter, i lithium-metallet. Disse strukturer forårsager til sidst kortslutning. Men forskerne kunne ikke helt forstå, hvorfor dette også sker ved lave strømstyrker, hvor man ikke ville forvente det.
Metaltræthed i anoden
De kinesiske forskere undersøgte derfor batteriets indre, mens det var i brug, hvilket de gjorde ved hjælp af avanceret elektronmikroskopi. Her opdagede de, at lithium-metallet i minuspolen (anoden) udviser en form for metaltræthed som følge af gentagen opladning og afladning.
Ved hver opladningscyklus udvider lithium sig og trækker sig sammen igen. Denne proces fører til mikroskopiske revner i grænsefladen mellem lithium og den faste elektrolyt. Disse defekter muliggør væksten af de førnævnte dendritter. Undersøgelsen er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science.
Det kan løses
Den gode nyhed er, at problemet nu viser sig at være forudsigeligt og knyttet til materialets natur. Det giver nye muligheder for udviklere af disse batterier - og det kan være lovende nyheder for folk, der i fremtiden ønsker at køre i elbil.
De kan f.eks. forstærke lithium-metallet med andre materialer eller udvikle smartere strategier til opladning, der reducerer den mekaniske belastning. Det bringer elbiler med en rækkevidde på over 1.000 km og opladningstider på under 15 minutter et skridt nærmere.
Flere store bilproducenter - herunder Toyota, BYD og Stellantis - samt batteriproducenter som CATL, LG og Samsung, arbejder på at udvikle solid-state-batterier.
De første elbiler med denne teknologi forventes dog først at komme på markedet om nogle få år, men de fleste virksomheder vurderer, at masseproduktionen først for alvor starter omkring 2030. Har du sat næsen op efter en bil med et sådant batteri, må du derfor væbne dig med tålmodighed.
