Den store kinesiske batteriproducent CATL er lykkedes med at udvikle et lithium-metal-batteri, der kombinerer to afgørende egenskaber: høj energitæthed og en markant længere levetid end tidligere versioner.
De nyeste prototyper har en energitæthed på over 500 watt pr. kilogram, oplyser CATL, som er verdens største producent af batterier til elbiler. De kan også klare 483 opladnings- og afladningscyklusser, hvorefter de stadig bevarer 77 procent af deres oprindelige kapacitet.
Det er stadig mindre end lithium-ion-batterier, men væsentligt mere end ældre lithium-metal-batterier. CATL kalder selv dette for et 'stort gennembrud', skriver det hollandske medie Bright.
Hvad er forskellen?
For at forstå, hvorfor dette er så bemærkelsesværdigt, skal man kende forskellen mellem de to batterityper. I almindelige lithium-ion-batterier (som dem i din smartphone) bevæger lithium-ioner sig frem og tilbage mellem to elektroder via et grafitlag. I lithium-metal-batterier sidder der i stedet rent lithium-metal på den ene side.
Det gør, at lithium-metal-batterier kan lagre meget mere energi i samme vægt. Det er ideelt til elbiler - og måske endda fly. Problemet har dog været, at disse batterier hurtigt går i stykker. Mens lithium-ion-batterier kan oplades tusindvis af gange, har lithium-metal-batterier hidtil kun kunnet holde til et par hundrede opladninger.
Et vanskeligt problem
Hidtil har forskere stået med et genstridigt problem, da lithium-metal-batterier enten har kunnet lagre meget energi eller holde længe - men ikke begge dele.
CATL's hold af forskere besluttede at løse mysteriet ved systematisk at undersøge, hvad der går galt inde i batteriet. Resultaterne blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Nanotechnology.
De fandt ud af, at det primære problem skyldes et specifikt salt i elektrolytten (den væske, der leder strømmen mellem batteriets poler). Dette salt nedbrydes gradvist under brug, hvilket betyder, at der bliver færre lithium-ioner til at transportere strøm - og til sidst bliver batteriet udtømt.
Tilpasset sammensætning
Ved at ændre sammensætningen af elektrolytten lykkedes det forskerne at øge koncentrationen af lithium-saltet uden at gøre væsken for tyktflydende. De udskiftede også en komponent med et lettere alternativ.
Det betød, at der var nok lithium-ioner til rådighed, selvom en del af saltet var nedbrudt. Selvom det er et stort fremskridt, er lithium-metal-batterier stadig ikke klar til masseproduktion. De er stadig dyre og komplicerede at fremstille, men CATL's teknik løser i det mindste et meget centralt problem.
