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

Nu är det premiär för nya Porsche Cayenne Coupé

Renault startar pilotprojekt med V2G

Renault startar nu det första storskaliga pilotprojektet med reversibel elektrisk laddning, V2G (vehicle-to-grid). Renaults växelströmsteknik gör det möjligt att placera den reversibla laddaren inuti fordonet, vilket innebär att det endast krävs en enkel och billig anpassning av befintliga laddningsstationer.

Volvo Cars öppnar sitt digitala säkerhetsbibliotek för alla

Volvo Cars gör för första gången sin kunskap inom säkerhet lättillgänglig i ett centralt digitalt bibliotek som man uppmanar bilindustrin att använda, eftersom det ligger i allas vårt intresse att göra vägarna säkrare.

Halvt ton vattenpipstobak värt flera miljoner i beslag vid razzia mot bilverkstäder

En riktad insats mot bilverkstäder och biltvättar i Botkyrka och Huddinge medförde flera gripanden och beslag av misstänkt stöldgods, kontanter och tobak till vattenpipor.

Nya säkerhetslösningar aviserade av Volvo Cars

”Vi fortsätter att satsa på elektrifiering”

Sverige ska fortsätta att satsa på elektrifiering av fordonsflottan, och en lösning för att hejda exporten av el- och hybridbilar är på gång. Det avslöjade infrastrukturministern på en pressträff.

Nyhetsbrev

Mekonomen sjösätter nytt koncept

Mekonomen-koncernen är i all tysthet på väg att etablera ännu ett varumärke på Sverigemarknaden – Bilxtra, som i Norge är en känd kedja av verkstäder och butiker.

Arkiv

I nya Corolla överlever batteriet bilen

Toyota satsar stenhårt på hybriddrivlinan med nya Corolla – en bilmodell där batteriet väntas hålla längre än själva bilen.

Svenskt cleantech-bolag lanserar eldriven lätt lastbil

​Elfordon ställer nya krav på underleverantörer

Koenigsegg drar in 3,5 miljarder på nya Jesko

LBM Autoparts utökar med fler renoveringskit

DRF och MRF inleder samarbete

Styrelserna och ledningarna i DRF (Däckspecialisternas Riksförbund) och MRF (Motorbranshens Riksförbund) har beslutat att inleda ett samarbete mellan de båda organisationerna.

”Självklart att tredje part ska testa våra bilar”

SFVF lanserade nyligen erbjudandet oberoende begagnat-test för bilhandlare. På bilföretaget Kamux är det sedan länge externa företag som testar och går igenom bilarna man säljer.

Bilia stöttar Motorbranschcollege

En av Europas största bilkedjor – Bilia – har valt att stötta Motorbranschcollege. Att företag vill engagera sig i Motorbranschcollege är centralt för att stärka utbildningskvaliteten på gymnasieskolornas fordonstekniska utbildningar och öka intresset för utbildningen.

Godkänd Bilverkstad växer med 200 verkstäder

Godkänd Bilverkstad tar ett rejält kliv framåt när alla VW Group-auktoriserade serviceverkstäder ansluter sig till den nya kvalitetsstandarden.

Därför satsade Hellstens på begagnat

Lexus öppnar sushirestaurang i Stockholm

I Tokyo driver Yuki Chizui restaurangen som revolutionerat sushivärlden. Tillsammans med Lexus öppnar hon nu en svensk pop up-replika för att hylla japansk hantverksskicklighet och innovationskraft – och fortsätta utmana förlegade fördomar och gamla myter.

Trafikpoliser i Stockholm på skolbänken för att lära sig mer om riskerna med gas- och elfordon

Det var stort intresse vid en föreläsning om riskerna med i gas och e-fordon för Stockholms läns trafikpoliser. Aktualiserat efter den svåra gasbussolyckan i Stockholm nyligen.

Dramatisk ökning av stenskott/Varje år rapporteras över 400 000 glasskador

Antalet glasskador till följd av stenskott har ökat dramatiskt i Sverige de senaste tjugo åren, visar en genomgång som försäkringsbolaget If gjort.

PWR Racing tar steget till WTCR med erfarna förare

PWR Racing satsar på ung talang och mångårig erfarenhet i WTCR - FIA World Touring Car Cup presenterad av Oscaro. De två förare som kommer att representera PWR och CUPRA Racing i WTCR är 22-årige spanjoren Mikel Azcona, regerande mästare i TCR Europe och Daniel Haglöf, flerfaldig mästerskapsvinnare och medgrundare av PWR Racing.

Blocket sparkar ut bilhandlare som inte följer ARN:s beslut

Dussintalet bilföretag riskerar sparkas ut från Blocket efter att Sveriges Televisions program Plus avslöjat att de klandrats av Allmänna Reklamationsnämnden.

Här är elbilen med inbyggda solceller

Här är nya Tesla Model Y

Nytt rekordår för DEFA

"Riskerna med elbilar är överdrivna"

Snart kommer nya Land Rover Defender

Så mycket lastade första MB-lastbilen

”Det går åt fel håll”

Opel gör trendbrott med vinst

Ny lacktillbehörsserie från Axalta

Gratis app ger rätt oljekvalitet

Bosch Car Service certifierade 2 verkstäder på 2 dagar

”Man måste vara snabb på bollen”

1

Biltillverkarna nonchalerar att stöldsäkra nyckellösa bilar

Mikaela Åhlin-Kottulinsky fortsätter med PWR Racing

Se alla Företagens egna nyheter

Nya drivaxlar till Tesla Model S

Fabriksrenoverad Bosch original dieselspridare till Citroen och Mini Cooper

Världens första självkörande buss som klarar alla väglag har Nokian Hakkapeliitta däck

Reparationssats växellådan ZF BMW GS6-45

Verktygsvagnen för framtidens verkstad

Byta bromsar?

Trådlös Back-TV sats 7"

ColorGlo öppnar nu upp i Blekinge

Vikbara lagerlådan som reducerar volym

Bak- & Arbetsljus

Ny Volvoaxel

Vad gäller angående företagscertifikat för AC-maskiner?

Drivaxel till nyare Volvo och Ford

Drivknut till Dacia Duster

Välkommen Kristian Ljungqvist,

Fordonsel

Fabriksrenoverad original dieselspridare till VW

Säkra din nyckelförvaring

Nokian Tyres återigen ett av de mest hållbara bolagen i världen

Reparationssats till differentialen i Nissan Navara/Pathfinder

Ännu en ny Volvoaxel

Extrem helsyntetisk motorolja för racing

Fordonsbelysning - Volkswagen Caddy

Drivaxel till Dacia Duster

NEXUS Automotive International honors Schaeffler as its Supplier of the Yea...

Sänd till en kollega

0.115