En banebrytende studie som avkrefter myter om batterialdring: Elbilbatterier er faktisk bygget for å vare

Adopsjonen av elbiler vokser globalt, med nesten én av fem biler solgt i 2023 som elektrisk. Mens elbiler fortsetter å sette nye rekorder, er det bekymringer blant folk angående levetiden til batteriene deres.

Batteriteknologi er sentral i elbilrevolusjonen da den driver disse kjøretøyene og bestemmer ladningshastigheten, rekkevidden og den samlede ytelsen. Elbiler bruker vanligvis oppladbare litium‑ion‑batterier, som har høy energitetthet og dermed leverer mer kraft i forhold til størrelsen.

Batteriets levetid er imidlertid fortsatt en viktig bekymring for forbrukerne, i tillegg til rekkeviddeangst og ladetid og infrastruktur, når det gjelder denne teknologien som påvirker deres oppfatninger. Med forbrukeroppfatninger om teknologien som spiller en nøkkelrolle i å drive adopsjon av elbiler, er det viktig å forstå deres bekymringer og forventninger.

Saken er at sosiale medier og nyhetsartikler bidrar til å forme oppfatningen av et høyt restverditap for elbiler på grunn av batterialdring.

Med brukte elbiler som blir beskrevet av media som ”ligger på hyllene som bly,” og hevder at den raske aldringen av batteriet betydelig reduserer rekkevidden, har dette fått mange forbrukere til å se på brukte elbiler som ubrukelige.

Dermed tok en ny studie på seg oppgaven med å undersøke om bekymringene rundt for tidlig aldring faktisk er begrunnet. For også å lindre bekymringene, ble over 7 000 kjøretøy analysert for å gi dyp innsikt i batterilevetid og kjøretøyets restverdi.

Gjennomført av AVILOO, en global leder innen batteridiagnostikk for elbiler og plug‑in hybrid‑kjøretøy, viser studien at elbilbatterier opprettholder en lang levetid selv ved intensiv bruk.

Selv om batterienes levetid varierer etter produsent og alder, kan de forventes å konkurrere med og til og med overgå levetiden til drivlinjekomponenter i forbrenningsmotor (ICE) kjøretøy.

Studien fant at de fleste batterier beholder mer enn 80 % av sin opprinnelige kapasitet og dermed er brukbare langt utover den vanlige garantiperioden. Teknologiske fremskritt bidrar faktisk til å øke ytelsen og holdbarheten til batteriene, som ytterligere kan optimaliseres av brukeren.

Hva bestemmer egentlig batteriets levetid?

Når man ser på hva som bestemmer hvor lenge et batteri sin helse varer, fant studien at det er deres restkapasitet som avgjør dette.

Akkurat som ting over tid slites og mister sitt potensial, gjør batterier det også. Kapasiteten og effektiviteten til et batteri reduseres naturlig over tid. Denne prosessen kalles kalenderaldring, som er tidsrelatert, og syklisk aldring, som er bruksrelatert.

Kalenderaldring er resultatet av at kjemiske strukturer i battericellene endres over tid, selv om den ikke er i aktiv bruk. I mellomtiden oppstår syklisk aldring på grunn av belastningen fra gjentatte lade‑ og utladesykluser.

Sammen degraderer disse to prosessene batteriets tilstand av helse (SoH), noe som negativt påvirker både energilagringskapasiteten og den samlede ytelsen.

SoH er her en nøkkeltall som reflekterer graden av batterialdring, men det finnes ingen standardisert definisjon, da produsenter bruker ulike beregningsmetoder og følger ulike mål. Studien brukte den imidlertid kun for å referere eksklusivt til batterikapasitet.

Hvor alvorlig er batterialdringen i virkelige forhold? For å finne svaret på dette spørsmålet, brukte studien først 50 kjøretøy fra P3‑elbilflåten for å undersøke batterialdring ved å vurdere eiernes kjøre‑ og ladeatferd for å fange variasjonene mellom bruk og produsenter.

Deretter brukte Aviloo data fra mer enn 7 000 kjøretøy med opptil 300 000 kilometer kjørelengde for en detaljert kvantitativ analyse av batterialdring i forhold til kjørelengde.

I motsetning til andre studier, som benyttet akademiske og laboratoriedata, brukte denne studien reelle kjøretøydata som gjorde det mulig å ta hensyn til eksterne påvirkninger. Aviloo, som utfører batteridiagnostikk, har gjennomført over 60 000 kapasitetsprøver.

I disse testene kobler brukeren AVILOO‑boksen til kjøretøyets OBD‑grensesnitt og kjører det til batteriet går fra 100 % til 10 %. I løpet av denne tiden fortsetter boksen å samle inn data og overføre dem til selskapets servere i sanntid, som deretter validerer og analyserer dataene. Dette gjør dem i stand til å levere batteriets SoH, som beregnes ved å sammenligne den nåværende uttrekkbare energien med energien som var tilgjengelig da batteriet var nytt.

Batterialdring skjer i en langt langsommere takt enn antatt 

Når det gjelder elektronikk, er forbrukerne alltid bekymret for batteriene sine. Hvor lenge varer enhetene på en lading? Skal de lades hele dagen? Det er mange spørsmål, og det samme gjelder for elbiler, som er dyre, enda mer enn sine ICE‑motparter.

Derfor gir det mening at det også er alvorlige bekymringer blant folk om batteridegradering i elbiler.

Disse bekymringene er imidlertid i stor grad ubegrunnede, da studien avslørte at batteriets kapasitetsdegradering er mye langsommere enn det som har blitt antatt.

Denne degraderingen skjer primært i de innledende fasene. Så, i de første 30 000 kilometer akselererer kapasitetsdegraderingen bare for så å stabilisere seg og deretter utvikle seg nesten lineært. Observasjonen av feltdatas bekrefter at batteridegradering i de senere bruksfasene er betydelig lavere enn i den innledende fasen.

Når det gjelder hva som forårsaker det innledende kapasitets tapet, er det SEI‑laget (solid electrolyte interphase) som dannes på anoden under de første lade‑ og utladesykluser. Når dette laget begynner å dannes, blir litium omdannet til degraderingsprodukter, noe som reduserer mengden tilgjengelig for energilagring. Når dette laget er stabilisert, bremser også kapasitets tapet betydelig.

Ifølge dataene hadde flertallet av batteriene en SoH over 80 % selv etter mer enn 200 000 km.

Dataene fra P3‑flåten, som er basert på tungt brukte 3‑5 år gamle kjøretøy, viste at nesten alle hadde over 90 % SOH. Denne «utmerkede ytelsen» opprettholdes til tross for at disse kjøretøyene gjennomgår intens bruk på ulike måter og har forskjellige produsenter.

Samlet sett indikerer «feltdata at, under virkelige forhold, kjøretøy (spesielt de med høy kjørelengde) beholder sin faktiske kapasitet over en lengre periode», uttalte studien.

Slik kan brukere forlenge batterilevetiden

Selv om det er godt å vite at våre elbilbatterier virkelig er langvarige, finnes det en måte de kan forbedres på? Tross alt vil vi alle vite om det er noe vi kan gjøre for å forbedre levetiden til batteriene i våre elektroniske enheter. Og i tilfelle av elbiler kan vi absolutt gjøre det.

Denne studien fra Aviloo gir flere pekere på hvordan elbileiere kan forlenge batterilevetiden. En av måtene å oppnå dette på er ved å håndtere faktorer som forårsaker kalenderaldring, også kjent som tidsdegradering. Dette innebærer å parkere kjøretøyet i moderate til lavtemperaturmiljøer fordi overdrevne temperaturer driver kjemiske reaksjoner som akselererer kapasitetsdegradering.

Når du må la elbilen stå inaktiv i lengre perioder, anbefales det igjen å parkere den med en lav til moderat ladningsgrad, som er mellom 10 % og 50 %. Dette er fordi ladningsgraden (SoC) også påvirker de kjemiske prosessene i batteriet. Høye spenninger har en tendens til å fremskynde aldringen av kjøretøyets batteri, spesielt under lengre perioder med inaktivitet.

Nå vil vi ta for oss faktorene som påvirker syklisk aldring, også kjent som kjøretøybruk. For dette gir studien et ideelt scenario for lading og utlading, som er å holde en temperatur innenfor et moderat område på 20–50 °C. Ikke hold temperaturen for høy eller for lav når kjøretøyet er i bruk, fordi begge forholdene fremskynder aldringsmekanismer som økt litiumplating, SEI‑dannelse og nedbrytning av kjemisk struktur.

En annen måte å forbedre batterilevetiden på er å unngå hyppig hurtiglading. Av og til er det greit, og det har ingen alvorlig effekt på aldring, men gjentatt hurtiglading påvirker den negativt.

Å endre ladeatferden din er en annen anbefaling. Så, i stedet for å kjøre elbilen helt tom og deretter lade den til 100 %, noe som øker belastningen i batteriene og aldrer dem, bør du holde dybden av utlading lav mellom 20 % og 80 %.

Du kan også ønske å endre kjøreadferden din; her unngår du lange turer med høy hastighet og kraftig akselerasjon, da dette forårsaker høye strømmer som øker temperaturen og legger mer belastning på batteriet. Så, adopter en moderat kjøreadferd for å bremse batterialdringen i din elbil.

Hva med elbilprodusentenes garanti?

Studien fra Aviloo, som dekker 95 % av alle tilgjengelige elbilmerker, undersøkte også hvor godt garantien fra elbilprodusenter fungerer. Resultatene viser at de faktisk gjør en god jobb.

Kontinuerlige teknologiske fremskritt og den økende erfaringen hos produsentene har faktisk gjort det mulig for dem å tilby stadig mer robuste garantier, som sikrer en restkapasitet på minst 70 % opp til en viss alder eller kjørelengde, avhengig av hva som nås først. Under denne terskelen dekker garantien reparasjonstiltak for å gjenopprette kapasiteten til det garanterte nivået.

For elbilbatterisystemer er den nåværende standardgarantien 8 år eller 160 000 km, som er dobbelt så lang som garantien forbrukerne får for hele kjøretøyet og andre komponenter. Noen produsenter, som Lexus, har til og med begynt å tilby utvidede garantier.

Aviloo sine data avslørte at produsenter tilbyr stadig mer omfattende garantibetingelser fordi SoH sjelden faller under 70 % i garantiperioden.

Studien undersøkte videre de ulike fasene i batteriets livssyklus med hensyn til garantien. Den første er End-of-Warranty (EoW), som er når garantien avsluttes på grunn av forløpt tid eller nådd kjørelengde. Analyse viser at batterier kan fortsette å brukes utover dette.

Den andre er End-of-First-Life (EoFL), som oppstår godt før batteriet når 70 % SoH og kan brukes i en andre‑livs‑applikasjon. Den tredje fasen er End-of-Second-Life (EoSL), som nås når batteriet ikke lenger er egnet for videre bruk og må resirkuleres.

Endelig, hvor mye er batteriet ditt verdt etter all bruk? 

Hva med restverdien til batteriene? Finnes det noen? Restverdien, som er den anslåtte verdien av kjøretøyet etter at det har blitt brukt i en viss periode, viser seg faktisk å være høy.

Restverdien til batteriet avhenger hovedsakelig av to faktorer – den nåværende markedsprisen på elbiler og prisen på nye batterier – og tilstanden til det brukte batteriet spiller også en viktig rolle.

Verdiforringelsen i garantiperioden avhenger primært av batterialdring og gjenværende kapasitet, men når den utløper, forventes et større verdifall, sier studien. Så, verdiforringelsen av restverdien, som studien bemerket, er å forvente i hver livssyklusfase av batteriet.

Imidlertid kan batteriet ved slutten av første liv fortsatt ha betydelig verdi gjennom en andre bruk, avhengig av kostnaden for nye batterier. Når EoFL er nådd, testes batteriet for egnethet til en andre‑livs‑applikasjon.

Selv om et batteri er sterkt aldrt, betyr det ikke et totalt økonomisk tap etter første eller andre liv, bemerket Aviloo. Dette skyldes at råmaterialer som litium, nikkel og kobber fortsatt bevares. Disse verdifulle metallene, samt andre materialer, kan faktisk gjenvinnes under resirkulering. De kan også brukes i nye batterier og fortsette å ha en økonomisk nytte.

Dermed kan verdien av det brukte batteriet forbedres ved å bearbeide det videre til batteriet når en minimumsverdi som et resirkuleringsselskap vil betale for, uavhengig av helsetilstanden.

Selskaper som leder elbilsektoren

Etter hvert som elbiler får fotfeste, har bilprodusenter over hele verden skiftet fokus til elektriske kjøretøy. Dette inkluderer General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo og Rivian Automobile (RIVN ), som alle bidrar til denne miljøvennlige endringen. Samtidig er CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ), og Samsung SDI sterkt involvert i produksjon av elbilbatterier. Nå skal vi se på de mest fremtredende navnene i disse sektorene: 

#1. Tesla

En ledende elbilprodusent, Elon Musks Tesla (TSLA ), er også kjent for sin batteriteknologi og styringssystemer. Med en markedsverdi på $1,069 billioner, handles TSLA-aksjene for øyeblikket til $334,40, opp 33,97 % i år. Den har en EPS (TTM) på 3,65 og en P/E (TTM) på 91,27.

Den kommende amerikanske administrasjonen maler faktisk et bullish bilde for Tesla-aksjer ettersom Musk har vært en sentral figur i å presse på for presidentkandidat Donald Trumps retur til Det hvite hus. Teknologimilliardæren ble nylig valgt av Trump, sammen med tidligere republikansk presidentkandidat Vivek Ramaswamy, til å lede det nyopprettede Department of Government Efficiency (DOGE).

Når det gjelder økonomien, rapporterte den amerikanske bilprodusenten et nettoresultat på $2,18 milliarder i Q3 2024, en økning på 16,2 % fra året før, og overgikk sin kinesiske motpart BYD sin fortjeneste, som økte med 11,5 % i samme periode til 11,6 milliarder yuan ($1,6 milliarder). Teslas fortjenestemarginer ble imidlertid styrket av inntekter fra regulatoriske kreditter for bilindustrien, som beløp seg til $739 millioner i kvartalet. Teslas år‑til‑dato salg var på $71,98 milliarder. For kvartalet rapporterte Tesla 462 890 leveranser av kjøretøy, og for neste år er selskapets mål å lansere mer prisgunstige modeller.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

BYD er et stort kinesisk selskap som produserer elbiler og litium‑ion‑batterier for sine egne kjøretøy og andre kjøretøy. Med en markedsverdi på $111,79 milliarder, handles BYD-aksjene for øyeblikket til $66,68, opp 20,64 % i år. Utbytteavkastningen som selskapet betaler er 1,31 %.

For Q3 2024 rapporterte selskapet en omsetning på $28,24 milliarder, en økning på 24 % fra året før, noe som overgikk Teslas omsetning på $25,18 milliarder rapportert for samme periode. BYDs år‑til‑dato salg er på $70,53 milliarder. Selskapets sterke tall kom til tross for nedgangen i elbilmarkedet i Kina. Faktisk solgte elbilgiganten en rekord antall biler (370 854) i august. Interessant nok er halvparten av BYDs salg hybridbiler, som vokser raskere enn kun batteridrevne biler.

Selskapet møter imidlertid motvind i form av potensielle tolløkninger fra EU, Canada og til og med USA. I mellomtiden indikerer de siste rapportene at BYD forbereder seg på en intens priskrig og har bedt leverandører om å gi 10 % prisavslag neste år. Dette kommer ettersom selskapet forventer å overgå 4,2 millioner nye energikjøretøy (NEV) i salg i år, drevet av en lavkostnadsforsyningskjede, teknologiske innovasjoner og skalafordeler.

Konklusjon

Elektromobilitet spiller en viktig rolle i å bekjempe klimaendringer ved å redusere klimagassutslippene betydelig. Overgangen medfører imidlertid flere utfordringer, som høye produksjonskostnader og forbrukeroppfatninger. Det som kan bidra til å akselerere adopsjonen er å utdanne forbrukerne om elektromobilitet og batterilevetid, da feilinformasjon kan forsterke ubegrunnede frykter, redusere sosial aksept og dermed hemme veksten i elbilmarkedet. Å tilby nøyaktige og transparente data, som denne studien gjorde, kan bidra til å skape en realistisk forståelse, styrke forbrukerne til å ta informerte kjøpsbeslutninger og bygge forbrukertillit til elbiler.

Klikk her for en liste over de beste elbilaksjene.