Om elfordon någonsin helt skall ersätta fossildrivna på världens vägar, kommer de att behöva en helt ny typ av batterier. Trots ständiga förbättringar i energitäthet och livstid för litium-jonbatterier under det senaste decenniet släpar battericellerna i nya elbilar fortfarande efter förbränningsmotorer i stort sett varje prestandajämförelse. De flesta elbilar har en räckvidd på mindre än 50 mil, det tar mer än en timme att ladda deras batteripaket, cellerna förlorar nästan en tredjedel av sin kapacitet inom ett decennium, och de utgör en allvarlig säkerhetsrisk på grund av sina brandfarliga material.
Lösningen på dessa problem har varit känd i årtionden: Det kallas för halvledarbatteri, och det är baserat på en bedrägligt enkel idé, i stället för en konventionell flytande elektrolyt använder man en fast elektrolyt. Dessutom är det nya batteriets negativa terminal, som kallas dess anod, tillverkad av ren litiummetall. Denna kombination ökar energitätheten, möjliggör ultrasnabb laddning, och eliminerar risken för batteribränder. Men under de senaste 40 åren har ingen kunnat tillverka ett halvledarbatteri som håller dessa löften, förrän tidigare i år, när ett nystartat företag som heter QuantumScape hävdade att de har löst problemet. Nu presenterar man data för att bevisa det.
I mitten av december presenterade QuantumScapes grundare och VD, Jagdeep Singh, offentligt testresultatet för bolagets halvledarbatteri för första gången. Singh säger att batteriet löst alla de viktigaste utmaningarna som har funnits med halvledarbatterier i det förflutna, som korta livstider och långsam laddningshastighet. Enligt QuantumScapes data kan deras batteri ladda till 80 procent av kapaciteten på 15 minuter, det behåller mer än 80 procent av sin kapacitet efter 800 laddningscykler, det är icke brännbart, och det har en volymetrisk energitäthet på mer än 1 000 wattimmar per liter på cellnivå, vilket är nästan dubbelt så mycket som energitätheten för kommersiella litium-jonceller. Celler testades också vid temperaturer ner till -30 grader Celsius, en temperatur för låg för andra halvledarlösningar att fungera, tillägger företaget.
”Vi tror att vi är de första att lösa halvledarproblemet”, sade Singh vid presentationen. ”Inga andra halvledarbatterier kommer i närheten av detta.”
QuantumScapes battericell är ungefär av ett spelkorts storlek. Dess katod, eller positiva terminal, är gjord av nickel-mangan-koboltoxid, eller NMC, en vanlig lösning i batterier för elfordon idag. Dess negativa elektrod, eller anod, är tillverkad av ren litiummetall, men man kan faktiskt säga att den inte har någon anod alls. När batteriet laddas ur under användning, flödar allt litium från anoden till katoden. Det som finns kvar på anodsidan—tunnare än ett människohår—är tillfälligt hoptryckt som ett dragspel. Processen reverseras när batteriet laddas, och litiumjonerna går över till anodsidan igen.
Artikeln fortsätter
Är du prenumerant kan du logga in för att fortsätta läsa.
Inte prenumerant? Teckna en prenumeration här.
Vi kan tyvärr inte erbjuda allt material gratis på hemsidan, bara smakprov som detta. Som prenumerant får Du inte bara tillgång till hela sidan och vår veckotidning, Du gör också en värdefull insats för alternativ press i Sverige, som står upp mot politiskt korrekt systemmedia.
