23948sdkhjf

Här är batteriet som kan revolutionera elbilen

| Av Daniel Östlund | Tipsa redaktionen

Elbilar som lagrar sin energi direkt i bilens kaross kan bli verklighet inom några år. I Sverige pågår forskning om så kallade strukturella batterier och resultaten så här långt är lovande.

Även om batteritekniken utvecklats med stormsteg under senare år är just batteriet fortfarande elbilens svagaste länk. De är komplicerade och dyra att tillverka, de är behäftade med specifika risker och de har inte alls samma energitäthet som vanliga, fossila bränslen, varför ett batteri som ska räcka till längre resor blir väldigt tungt.

Det är en problembild som kanske kanske kan vara på väg mot en lösning, tack vare spjutspetsforskningen som Leif Asps forskargrupp tillsammans med kollegor vid KTH bedriver inom området multifunktionella kompositer för energilagring. Deras idé är att man skippar det separata batteriet helt och hållet och i stället använder bilens struktur – karossen, alltså – för att lagra elektricitet.

– Det är en svensk paradgren, det är här de stora programmen finns, berättar Leif och refererar till utvecklingen av så kallade strukturella batterier, alltså konstruktionsmaterial som kan lagra elektrisk energi. Eller om man vänder på det, batterier som också kan bära mekanisk last.

Leif Asp är professor inom komposita lättviktsmaterial och strukturer på avdelningen Material- och beräkningsmekanik vid Institutionen för industri- och materialvetenskap på Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg och har forskat om strukturella batterier sedan 2007. I grunden handlar det om att få kolfiberarmerad plast att kunna lagra elektricitet.

– Kolfiberarmerade plastmaterial liknar batterier till sin arkitektur, de är laminerade lager på lager. Och kolfiber är centralt, eftersom kolet kan utgöra elektrod samtidigt som materialet är väldigt styvt och starkt, med höga specifika mekaniska prestanda.

Men för att det ska fungera som ett batteri behöver man ytterligare en elektrod och därför dopar man delar av kompositen med exempelvis litiumjärnfosfat, som kan utgöra den andra elektroden. Sedan behöver matrismaterialet, plastdelen i kompositen, inte bara överföra mekaniska laster utan också låta joner diffundera mellan elektroderna. En variant är att belägga kolfibrerna med en solid polymer elektrolyt, en tunn hinna som släpper igenom joner.

– Men det är mycket svårare för jonerna att simma i plast än vad det är att simma i vätska. Därför är beläggningen bara 500 nanometer tjock, lite mer än en tusendel så mycket som det är mellan elektroderna i ett vanligt litiumjonbatteri.

Kollegorna på KTH i Stockholm har därför utvecklat en annan princip, där man låter plastmaterialet polymerisera i en lösning av vätskeelektrolyt. Då får man ett plastmaterial med två olika faser, en fast fas och en vätskefas.

– Det blir som en tvättsvamp, men där svampen är fylld med vätskeelektrolyt. Då för vi över lasterna via svampens plastdelar och diffunderar joner genom kanalerna fyllda med elektrolyt. Det är ett effektivt sätt att göra ett batteri, med de distanser som man normalt har mellan elektroderna i ett batteri, förklarar Leif.

I och med att man blandar in främmande komponenter i materialet påverkas också dess egenskaper. Men enligt Leif ska man fortfarande ligga på nivåer som duger som konstruktionsmaterial. Framför allt får man en styvhet som ligger nära den hos konventionell kolfiberkomposit.

Och som batteri betraktat har man en bit kvar till samma energitäthet som man har hos ett modernt litiumjonbatteri. Men det är inte långt därifrån. Enligt analyser som gjorts räknar man med att hamna på en energitäthet på mellan 70 och 100 wattimmar per kilogram. Som jämförelse håller ett elbilsbatteri kring 200 wattimmar per kilogram, om man räknar på själva cellen. När kringutrustning som höljen och metallkopplingar liksom anslutningar till elektroderna räknas in faller den siffran.

– Ser man till hela batterisystemet ligger vi ungefär på par med de lägre presterande litiumjonbatterierna, säger Leif och förklarar att också säkerheten ska kunna bli bättre med den här typen av material.

– I alla fall om man använder de här coatade eller belagda kolfibermaterialen, då finns inga flyktiga ämnen som kan antändas. De skulle vara möjliga att använda i en krockzon, förklarar Leif och hänvisar till studier som gjorts i USA.

Ett annat skäl till att strukturella batterier skulle kunna betraktas som säkra är att energitätheten kan hållas under gränsen för vad som krävs för att skapa termisk rusning, även om de skulle vara konstruerade efter andra principer.

Nu ska man börja leverera komponenter till flygplanstillverkaren Airbus för att testa att principen fungerar i verkligheten. Men det är fortfarande långt kvar innan strukturella batterier kommer att bli vanliga i vardagen.

– För flyg tror jag att det tar 15 år. För bil kanske det tar fem år. Flygindustrin, de är jäkligt noga med att ha metoder för allt från dimensionering och provning till certifiering. Men för mig är det helt otänkbart att det här inte skulle bli en teknik som är kommersiellt gångbar.

När det sker lär man också ha säkerställt att komponenterna behåller sin funktion över tid. Livslängden är nämligen någonting Leif ofta får frågor om.

– Det är klart, har man en bil med ett batteri integrerat i strukturen och så plötsligt har den slut på batteri. Det är ju inte bra. Kollegorna på KTH har kört cykler på fibersidan och där funkade det fint, men vi måste ha fler grupper som är med och jobbar med det här.

Och att potentialen är enorm visas inte minst av att forskningen inom området har fått en enorm uppmärksamhet även internationellt.

– Det blev framröstat av Physics World, det största fysikmagasinet i världen, som ett av de topp tio största genombrotten i fysik i fjol. Så det ger verkligen avtryck, avslutar Leif.

Håll dig uppdaterad med Motor-Magasinet
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

DTM kommer till Sverige

Bilhandlare i Kiruna lovar belöning till tipsare

Unik fordonsutbildning i Skövde invigd

Nyutvecklad brandfilt kan kväva elbilsbränder

Det norska brandväsendet har testat och infört brandfiltar som kan kväva envisa elbilsbränder. Det rapporterar motormagasinet.dk.

Praktikant dog efter arbetsolycka

CTEK invigde nya lokaler

Svenska företaget CTEK har invigt sina nya lokaler i Norrköping. Den nya anläggningen investerades till följd av att man förvärvade Chargestorm i fjol.

Nyhetsbrev

Så tycker branschen om höstbudgeten

Den 18 september släppte regeringen sin ändringsbudget för hösten. En del av punkterna kommer påverka fordonsbranschen och det finns blandade åsikter om dessa punkter bland branschens organisationer.

Arkiv

Spendrups ansluter sig till DLF:s Transportinitiativ

Så identifierar Ford olycksdrabbade vägsträckor

Med hjälp av data insamlad från uppkopplade fordon har Ford identifierat vilka sträckor som är mer olycksdrabbade än andra. Insikterna är nu en del av en omfattande studie som visar hur relativt enkla förbättringar av vägar och korsningar kan minska antalet trafikolyckor markant.

Amerikanska hjälpstartare siktar på Sverige

The Noco Company är en av giganterna på den amerikanska marknaden för batteriladdare och hjälpstartare. Nu vill man erövra de nordiska länderna.

Jakten på fuskare på Inspirationsdagen 100% Verkstad

Scania investerar i mjukvaru- och konsultbolag

Ledare #29: WLTP stökar till det för branschen

Volvo utbildar framtidens ledare

Tester för smartare AI-fordon i Västerås

Eurobattery Minerals inleder etisk borrning för batterimineraler

Priset har ökat på begagnade bilar

Verkstadsjuridik i verkligheten på Inspirationsdagen 100% Verkstad

Fler hastighetskontroller i veckan

Dieselbilar släpper ut mer på sommaren

Oro bland mässdeltagarna på Elmia Husvagn Husbil

Trots stort intresse och högt besökarantal på årets husvgan- och husbilsmässa i Jönköping kändes oron bland samtliga deltagare i luften. Oron över WLTP, bonus malus och framför allt den nya beskattningen, förstås.

Storstrejk på GM kostar 400 miljoner dollar om dagen

Bedrägeriförsöken ökar på begagnatmarknaden

Bilhandelsplatsen Wayke märker en ökning i antalet bedrägeriförsök. Bara i augusti såg man 64 procent fler objekt som på något sätt manipulerats, jämfört med samma period i fjol.

Volkswagen investerar i eget operativsystem

Regeringen föreslår 100 miljoner kronor till biogas

Godkänd Bilverkstad tar fart

Debatt: Varning för katastrofläge inom fordonsbranschen

Ford lanserar allt fler elektrifierade bilmodeller

Bytbil satsar på nybilssegmentet

Automechanikas lackerarmästerskap åker till Sydafrika

KGK erbjuder säkerhetssystemet Mobileye för eftermontering

Ledare #28: Omvärlden styr vår verksamhet

Volkswagen presenterar ny logotyp

Bosch utbildar i el- och hybridbilar

För dåligt betalt – Däckteam nobbar fleet- och jourjobb

Ford godkänner transportbilar för HVO

Se alla Företagens egna nyheter

LUKOIL expanderar i Norden

Behöver ditt fordon en ny antenn?

Har du koll på din lagpliktiga servicekontroll?

5 snabbhärdande medicinklassade lim - Limmet är ofta en effektiv och kostnadseffektiv lösning!

Mechatronic till DCT450, MPS6, Powershift

Fixa skadorna på inredningen innan leasingbilen lämnas tillbaka

Ny Heavy Duty arbetsbelysning

Vi ses på Skolforum 2019

Henkel Norden inleder samarbete med KW Parts

Mot en Godkänd Bilverkstad - få hjälp med riskerna kring bilvårdsprodukter

Är du uppmärksam på kompletterande produkter? Vi hjälper dig på väg...

Godkänd Bilverkstad säkerställer verkstadskvaliteten

Nyhet - slimmad extraljusramp med sotad lins

PFPE smörjmedel minskar risken för förtida lagerhaverier

Holmgrens Bil väljer Kobra II som säljstöd och affärssystem

Vi reder ut ECE reglementet

Lambdasond felkoder betyder inte alltid att lambdasonden är defekt

Produktnyhet från Purflux!

G A Lindberg ställer ut på Evertiq Expo i Lund 26/9, kom och hälsa på oss!

Ny webshop

Vad betyder viskositet för lim egentligen? & Vilken viskositet bör mitt lim...

Elf sponsrar The Distinguished Gentleman's Ride (DGR) 2019

Vi hjälper dig välja rätt Lazer extraljus.

Så kan du förebygga olyckor på arbetet

Nyhet inom diagnostik: i70 PRO.

Sänd till en kollega

0.129