Fastsolidbatterier kommer tættere på virkeligheden for fremtidige elbiler

Det mest solide alternativ til de udbredte lithium‑ion‑batterier, med fordelene forbedret sikkerhed, højere energitæthed, længere levetid og hurtigere opladning, er næsten klar.

Dette lovende alternativ er fastsolidbatterier (SSB’er), som erstatter flydende elektrolytter med faste elektrolytter, hvilket eliminerer brandrisikoen og muliggør mere kompakte designs, samt supporting more charge cycles before degradation. 

En nylig undersøgelse¹ fra University of California gennemgik teknologien og fandt, at den er i stand til at transformere ikke kun elbiler, men også forbrugerelektronik og energilagring. Nøglen til alt dette er kemi og ingeniørkunst.

“Ved at fjerne den flydende del og i stedet bruge stabile faste materialer, kan vi sikkert indføre mere elektricitet i batteriet på én gang, uden risiko for overophedning eller brand.”

– Hovedforfatter Cengiz Ozkan, professor i maskinteknik ved UCR

I modsætning til den flydende del i traditionelle lithium‑ion‑batterier, som nedbrydes over tid, udgør brandrisiko og begrænser opladningshastigheden, tilbyder det faste materiale i fastsolidbatterier et mere stabilt og sikkert miljø, hvilket muliggør mere effektiv opladning med færre sikkerhedsproblemer.

Med sine overlegen egenskaber sammenlignet med nuværende lithium‑ion‑batterier har SSB’er fået stor opmærksomhed blandt virksomheder, men indtil nu er teknologien stadig i udviklingsfasen. Ikke længe mere, dog.

Reelverifikation: Fastsolidbatterier i elbiler (QS/VW‑demo)

I denne uge demonstrerede fastsolidbatteriudvikleren QuantumScape (QS ), sammen med sin forretningspartner PowerCo, en live‑demonstration af deres energitætte fastsolid lithium‑metal‑batterier, der driver et køretøj.

PowerCo er batteriafdelingen i Volkswagen‑gruppen, en af verdens førende bilproducenter og den største bilproducent i Europa. VW ejer mærker som Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT og Škoda. Virksomheden producerer også lette erhvervskøretøjer og tunge erhvervskøretøjer som MAN og Scania, mens CARIAD er software‑ og teknologienheden for alle Volkswagen‑gruppens køretøjer.

VW‑gruppen og PowerCo har i mange år været investorer i QuantumScapes fastsolidteknologi og har testet deres prototypeceller i årevis.

Nu har QuantumScape, PowerCo og Volkswagen‑gruppen for første gang præsenteret den nye teknologi på IAA Mobility i München, en af verdens største messer for mobilitet.

Da de trak det sorte lagen af køretøjet, afslørede de en modificeret, fuldt elektrisk Ducati V21L racermotorcykel, som er fuldstændigt drevet af QSE‑5 fastsolidceller.

De fastsolidceller i motorcyklen blev samlet ved hjælp af QuantumScapes proprietære produktionsplatform (Cobra‑produktionsprocessen), som muliggør hurtigere varmebehandling, kræver mindre plads og eliminerer visse materialetrin. Det banebrydende batterisystem er derimod designet af specialister hos Audi, specifikt til QS‑SSB‑celler.

Demonstrationen markerer en stor præstation ikke kun for de involverede virksomheder, men også for elbilsektoren, da det var første gang, at QuantumScapes anode‑fri celler gik fra produktionsanlægget til et rigtigt køretøj, som verden kunne se.

“I dag har vi krydset grænsen fra mulighed til virkelighed.”

– QuantumScape‑administrerende direktør og præsident Dr. Siva Sivaram

Ifølge ham placerer virksomhedens partnerskab med PowerCo QuantumScape i stand til at skalere deres transformerende teknologi til gigawatt‑time (GWh) produktion, og sammen vil de “hjælpe med at indlede en ny æra af elektrificeret transport.”

Ifølge den officielle meddelelse repræsenterer verdens første live‑demonstration af QS fastsolid lithium‑metal‑batterier, der driver en elbil, et betydeligt fremskridt inden for batteriteknologi og et stort skridt mod kommercialisering af fastsolid‑elbiler.

Med denne teknologi er målet at fremme elbilrevolutionen, som PowerCo‑administrerende direktør Frank Blome siger “er den største transformation, bilindustrien nogensinde har oplevet.”

SSB’er vil omdefinere, hvad der er muligt for højtydende, premium‑køretøjer, og demonstrationen er kun begyndelsen, tilføjede han.

QuantumScapes køreplan fra prototype til produktion

Da traditionelle lithium‑ion‑batterier når grænserne for deres mulige energitæthed og sikkerhed, mens bærbar elektronik, elbiler og vedvarende energinetværk bliver mere udbredte og krævende, har QuantumScape vendt sig mod fastsolidbatterier for at levere større energitæthed, hurtigere opladning og forbedret sikkerhed for at støtte overgangen til en lav‑kulstof‑fremtid.

Den leder i øjeblikket den globale kapløb om udvikling af fastsolidbatterier og er klar til at bringe sine fuldt udviklede fastsolidceller i stor skala på elbilmarkedet inden for den nærmeste fremtid.

Den nylige demonstration af teknologien for verden har faktisk fået aktiekurserne for det $5‑milliarder store selskab til at skyde i vejret. På tidspunktet for skrivning handles QS til $8,85, en stigning på imponerende 70,52 % år‑til‑dato, selvom den stadig er langt fra sit rekordhøjde (ATH) på $132,73, der blev nået sent i 2020.