Överlägsen energitäthet – här tillverkas solid state-batterier redan nu

De senaste veckorna har nyheter om satsningar på solid state-batterier från kinesiska tillverkare avlöst varandra. Bland annat Volvo Cars ägare Geely, världens största batteritillverkare CATL samt världen största elbilstillverkare Byd siktar alla på någon form av volymtillverkning av batterier med fast elektrolyt från nästa år. Men några som redan tillverkar solid state-batterier i liten skala […]

De senaste veckorna har nyheter om satsningar på solid state-batterier från kinesiska tillverkare avlöst varandra. Bland annat Volvo Cars ägare Geely, världens största batteritillverkare CATL samt världen största elbilstillverkare Byd siktar alla på någon form av volymtillverkning av batterier med fast elektrolyt från nästa år.

Men några som redan tillverkar solid state-batterier i liten skala sedan några år tillbaka är taiwanesiska Prologium. Erfarenheter från det har nu lett till att företaget kommit igång med masstillverkning av celler i generation 3.5 för sitt så kallade litiumkeramikbatteri, LCB. Cellerna har testats av det oberoende testinstitutet TÜV Rheinland och visar på imponerande prestanda med en energidensitet på 381 Wh/kg. Som jämförelse har de bästa NMC-cellerna på marknaden idag en energitäthet på drygt 250 Wh/kg, elle ri vissa fall upp till 300 Wh7Kg, och LFP-celler kommer upp i strax över 200 Wh/kg.

Det handlar då om energitätheten på cellnivå och när de packas ihop till ett batteri blir siffran lägre. Men med 381 Wh/kg kommer solid state-cellerna från Prologium även då upp i en energitäthet som är betydligt högre än hos dagens batterier. Vilket för oss kunder alltså innebär elbilar med längre räckvidd än idag, eller samma räckvidd med ett mindre och lättare batteri.

Solid state-batterier med en fast i stället för flytande elektrolyt är något som biltillverkare och batteriutvecklare har hoppats på under en lång tid. Förutom längre räckvidd ger det även batterier som kan laddas snabbare och är mer säkra än de som används idag. Trots vad som ser ut som stora framsteg de senaste åren kring arbetet med vilka material som ska användas har lönsam masstillverkning visat sig vara svårt.

Cellen som Prologium nu masstillverkar bygger på en design som företaget tog fram redan 2012. Den bygger på en keramisk separator med en egenutvecklad ramkonstruktion runt cellens kanter som skapar en extra separator runt elektrodernas ytterkanter. Det hjälper till att isolera eventuella flikar vid elektroderna och förhindrar problemet med att de kommer i kontakt med fel del av cellen och orsakar kortslutning.

Till skillnad från de flesta batterier idag som har en anod av grafit använder cellen från Prologium en kiselanod och en katod med en hög andel nickel. Cellen ska också ha genomgått ett test där den kokats under vakuum i 120 grader och under 6 timmars tid. Efter det hade cellen förlorat endast 0,05 procent av sin vikt och syftet med testet är att bevisa att det inte handlar om en så kallad semi solid state-cell, där det används en del flytande elektrolyt. Det finns i dag inga uppgifter om med vilken effekt cellen kan laddas. Tidigare uppgifter om solid state-batterier från Prologium har uppgett att de kan laddas från 5 till 80 procent på 8,5 minuter.

Tillverkningen sker vid Taoke Gigafactory, Taiwan, och även om masstillverkning nu är igång handlar det till en början om en mindre volym. Enligt olika uppgifter är årsproduktionen först på 0,5 GWh och planerad att öka till 2 GWh. Men Prologium har stora planer för produktionen och då även här i Europa. Tidigare i år inleddes arbetet med att bygga en fabrik för tillverkning av solid state-batterier i Frankrike som uppges få en årskapacitet på 44 GWh. Som jämförelse planerade Northvolt en årskspacitet på 60 GWh vid sin fabrik Northvolt Ett i Skellefteå.

Var de första solid state-cellerna från Prologium kommer att användas har inte meddelats, men en het kandidat är bilar från Mercedes. Den tyska tillverkaren har sedan 2022 ett strategiskt utvecklingssamarbete med Prologium och har även investerat i företaget. Hur mycket har inte avslöjats, men enligt Mercedes handlade det om ett ”högt tvåsiffrigt miljonbelopp i euro”