Klimat.

2019-11-06 15:29
Foto: Tomas Oneborg / SVD / TT
Puffetikett
Dagens ETC

Ny teknik ger fulladdat elbilsbatteri på tio minuter

Har du också förbannat den långa laddningstiden för elbilar? Du kan sluta knyta näven nu. Forskare har nämligen lyckats sänka laddningstiden till nästan fullt batteri till ynka tio minuter.

En av de hårdaste stötestenarna när det gäller elbilars attraktionskraft kan snart vara ett minne blott. Forskare vid Penn State-universitetet i USA har lyckats konstruera ett litium-jon-batteri som kan laddas på samma tid som det tar att dricka en slät java och göra ett snabbt besök på batterimackens toalett.

I tid räknat handlar det om att forskarna har lyckats sänka laddningstiden från dagens 40-75 minuter till endast tio.

På dessa tio minuter ska batteriet kunna laddas till 80 procent, vilket ger bilen en räckvidd på ungefär 300 kilometer. Enligt Chao-Yang Wang, chef för Electrochemical Engine Center vid Penn State-universitetet, är detta den gräns då elbilar plötsligt kan börja matcha tankningstiden hos fossilbilar.

Enkel teknik

Genombrottet beskrivs i artikeln “Asymmetric Temperature Modulation for Extreme Fast Charging of Lithium-Ion Batteries” i tidskriften Joule. Bakom den invecklade rubriken döljer sig en relativt enkel modulering av befintlig teknik.

För att förstå denna måste man kanske förstå hur dagens litium-jon-batterier fungerar. För att undvika “solid-electrolyte-interphase” (SEI), att litiumjoner fastnar i anoden – något som försämrar battericellernas kapacitet och kan orsaka så kallade “strömspikar”, vilka kan skada batteriet – laddas och urladdas batterierna under samma temperaturförhållanden.

Det Chao-Yang Wang och hans kollegor upptäckte var att denna SEI kan undvikas om laddningstemperaturen under ett par minuter höjs till 60 grader Celsius.

– Nyckeln ligger i att ha en snabb upphettning. Annars kommer batteriet att ha en förhöjd temperatur alldeles för länge, vilket leder till en snabb försämring av det, säger Chao-Yang Wang till Cosmos Magazine.

Absorberar värme

Rent tekniskt handlar det om att forskarna lagt till en tunn nickelfolie som absorberar den skadliga värme som bildas vid laddningen, värme som sedan överförs från nickelfolien till batteriet.

Forskarlaget upptäckte att batterier som förvärmts via denna teknik kunde upprätthålla laddningsprocessen i 1700-2500 cykler innan litiumjonerna började angripa anoderna, jämfört med 60 cykler för kontrollbatterier.

Men hur enkel tekniken än är krävs det fortfarande att den som vill kunna snabbladda sin elbil köper en ny med ett sådant batteri inbyggt eller byter ut sitt befintliga batteri.

Billigare batterier

Vad gäller kostnaden för batterierna ökar nickelfolien denna med 0,47 procent per battericell, men eftersom den nya designen i stället undanröjer behovet av extern uppvärmning, som hos nuvarande batterier, blir kostnaden för de snabbladdande batterierna i slutänden lägre.

Nu satsar forskarna på att ta sitt genombrott ett steg längre.

– Vi jobbar på att kunna ladda ett energitätt elbilsbatteri på under fem minuter utan att batteriet tar skada, säger Chao-Yang Wang.

DIGITAL PRENUMERATION

TVÅ VECKOR GRATIS!

Läs alla artiklar från Dagens ETC utan kostnad första två veckorna. Därefter är priset 199 kronor/månad. Ingen bindningstid. Du får dessutom Dagens ETC direkt till din mejl, alla dagar i veckan. Beställ för att läsa direkt.

Genom att klicka på ”Prenumerera” godkänner du prenumerationsvillkoren och samtycker till att ETC-företagen hanterar dina personuppgifter

Fakta

Litium-jon-batterier kan laddas upp om och om igen tack vare att litiumjoner rör sig från den negativa elektroden till den positiva under urladdning och tillbaka till den negativa under laddning.