Batterier med fast elektrolyt, så kallade solid state-batterier, är en stor snackis i bilvärlden och kan vara nästa stora steg i utvecklingen av elbilsbatterier. Deras höga energidenistet gör det möjligt för batterierna att bli mindre och lättare, och avsaknaden av en brand- och miljöfarlig elektrolyt gör dem säkrare.
Flera biltillverkare jobbar just nu på att utveckla solid state-batterier. Men det finns en del hinder kvar på vägen, och experterna verkar vara överens om att det är några år kvar innan den nya tekniken är redo för massproduktion. Det saknas fortfarande ett etablerat sätt att göra dem tillräckligt stabila, speciellt under hög belastning.
Nu har ett svensk-kinesiskt forskningsprojekt tagit fram ett batterikoncept som de menar är ett steg närmare målet. Projektet är ett samarbete mellan forskare på Chalmers tekniska högskola och Xi’an Jiaotong-universitetet i Kina, och är enligt forskarna själva en lösning på ett av de grundläggande problemen med ett solid state-batteri med keramisk elektrolyt.
– Problemet är att litium inte är stabilt mot en keramisk elektrolyt, vilket gör att batteriet degraderar och förstörs. Det säger Aleksandar Matic, professor på institutionen för fysik på Chalmers, till Recharge.
Vad Aleksandar Matic och hans forskarkollegor har gjort är att skapa ett mellanlager som ska ligga mellan litiumanoden och elektrolyten i batteriet och stabilisera litiummetallen. Mellanlagret består av en mjuk massa, med ungefär samma konsistens som kylskåpskallt smör. Massan består av nanopartiklar av den keramiska elektrolytens material blandat med en jonisk vätska som kapslar in nanopartiklarna och gör mellanlagret mjukt och skyddande.
Tekniken är inte patenterad och är tänkt att vara något för biltillverkarna att plocka upp och bygga vidare på, säger Aleksandar Matic.
– Poängen är att vi har visat en väg framåt. Det här är en enkel och relativt billig teknik, säger han.
Aleksandar Matic menar att solid state-batterier kommer att finnas på marknaden inom fem år. Flera biltillverkare verkar vara nära – bland annat har Toyota lovat att visa upp en konceptbil med ett sådant batteri nu i sommar.