Stort genombrott för strukturella batterier i Sverige

De två ledande tekniska högskolorna i Sverige, KTH och Chalmers, annonserade igår att man gjort ett genombrott i utvecklandet av strukturella batterier, skriver Chalmers i ett pressmeddelande.

Dagens batterier är energikapslar som endast lagrar energi och utgör därför en stor del av nettovikten för elfordon. Med strukturella batterier kan de istället bidra till exempelvis en bils bärande konstruktion. Tanken är att med hjälp av strukturella batterier ersätta dagens konstruktionsmaterial och på så vis skapa “masslösa” batterier.

Det har bedrivits forskning på strukturella batterier sedan 2007, men tillverkningen har visat sig svår att lösa.

De batterier som de svenska högskolorna nu har skapat är byggda med en negativ elektrod av kolfiber samt en motelektrod gjord på litiumjärnfosfatbelagd aluminiumfolie. Elektroderna separeras av en glasfiberväv i en elektrolytmatris.

Materialen i batterierna gör det möjligt att tillverka i princip all elektronik betydligt lättare – något inte minst elbilar kan dra nytta av. Tekniken kan göra dem energisnålare, rymligare och i framtiden även potentiellt öka hållfastheten i fordonen.

Batteriet som de två högskolorna nu lyckats tillverka har en energidensitet på 24Wh/kg, dvs ungefär en femtedel av dagens litiumjonbatterier. Men eftersom de strukturella batterierna är byggda på kolfiber så kommer batterierna att göra elfordonen betydligt lättare. Samtidigt har de lyckats bevara styvheten i batteriet på 25 GPa, vilket är jämförbart med en del andra konstruktionsmaterial.

Leif Asp som leder projektet från Chalmers menar på att i framtiden tror han att man kan nå en energidensitet på omkring 75 Wh/kg med en styvhet på omkring 75 GPa. Det skulle göra batterierna ungefär lika styva som aluminium samtidigt som vikten är betydligt lägre och med en energitäthet på omkring hälften av dagens litiumjonbatterier.

– Nästa generations strukturella batteri har mycket stor potential. Om man ser till konsumentteknik så kommer det vara fullt möjligt att inom några år kunna tillverka bärbara datorer, smarta telefoner eller elcyklar som väger hälften så mycket som idag, och är mycket mer kompakta, säger Leif Asp.

Drömmande berättar han om en framtid där elflygplan, elbilar, satelliter, datorer och i princip alla former av elektronik kommer att va byggda på strukturella batterier och menar på att vi egentligen bara är begränsade av vår fantasi.

Text: Sigge Dackevall