Energi

Honungskombinationsbatteri som potentiellt kan överträffa fasttillståndsbatterier

Publicerad 5 augusti 2024

Uppdaterad 1 juni 2026

Jonathan Schramm

Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google

Batterier för att elektrifiera världen

Battery technology is changing the world in countless ways. The most obvious example of this is EVs, but advanced batteries are also the driving force behind the growing importance of drones and other futuristic innovations like maglev, Hyperloop trains, and even massdrivare för att erövra rymden.

De kommer också att vara avgörande för att göra vårt elnät grönt genom att jämna ut energiproduktionskurvorna för solpaneler på kvällen och vindkraftverk under vindlösa dagar.

Källa: Statista

För närvarande har batteritekniken drivits av litiumjonteknik, en upptäckt så viktig att den vann Nobelpriset i kemi 2019 (du kan läsa mer om historien bakom dess upptäckt i vår dedikerade artikel).

Ändå har litiumjonbatterier en allvarlig begränsning. Med tiden bildas små utskott av metalliskt litium, kallade dendriter, vid varje laddnings-/urladdningscykel. Detta kan leda till att dendriterna penetrerar batteriets komponenter och skapar en kortslutning. Risken med en sådan kortslutning förvärras ytterligare av att litiumjonbatterier använder brandfarliga elektrolyter, vilket gör batteribränder mycket heta och svåra att släcka.

Detta är ett problem som i viss grad delas av alla litiumbaserade batterier, inklusive LFP (litiumjärnfosfat)-kemin. Åtminstone fram till nu.

Källa: Nobel Prize

Under en lång tid har alternativet ansetts vara antingen en helt annan kemi som natriumjon eller ett annat batterikoncept, särskilt fasttillståndsbatterier, som inte använder några elektrolyter alls.

Detta kanske ändå inte är sant. Den ledande batteritillverkaren CATL har meddelat att en ny ”honungskakdesign” kan skapa batterier utan några tecken på nedbrytning efter fem års intensiv användning.

Denna design kan användas för att skapa batterier lika energitäta som fasttillståndsbatterier samtidigt som den fortfarande använder mestadels befintlig teknik.

Honungskakor för att lagra mer kraft.

A key reason batteries degrade and grow dendrites is that the material contracts and expands during each charge/discharge cycle when the lithium ions enter the anode’s matrix.

En viktig anledning till att batterier försämras och bildar dendriter är att materialet krymper och expanderar under varje laddnings-/urladdningscykel när litiumjonerna tränger in i anodens matrix.

Att hantera krympning/expansion är också ett av de centrala problemen som har hindrat utvecklingen av fasttillståndsbatterier. CATL hävdar att de har hittat en lösning genom att utveckla en komplex honungskakliknande struktur för sitt anodmaterial.

Idén är inte helt ny, eftersom den redan föreslogs av forskare, till exempel i ett vetenskapligt papper från 2020 med titeln ”Stretchable lithium-ion battery based on new micro-honeycomb structure”.

Källa: Phys.org

Företaget annonserade en ny LFP (litiumjärnfosfat)-batteri som kan lägga till 600 km räckvidd på bara 10 minuter. Totalt kan körsträckan bli över 1 000 km (600 miles), vilket helt eliminerar all ”räckviddsångest” för framtida elbilsägare.

Overall, this means 1 km worth of range can be charged every second and a full charge for 1,000km will take 16.6 minutes.

Nytt densitetsrekord

This impressive range is possible because “the Shenxing battery system’s energy density surpasses the 200 Wh/kg threshold for the first time, reaching 205 Wh/kg”.

Denna imponerande räckvidd är möjlig eftersom ”Shenxing-batterisystemets energitäthet för första gången överstiger tröskeln på 200 Wh/kg och når 205 Wh/kg”.

This was achieved thanks to a “honeycomb” structure that essentially keeps the material in the right place, avoiding cracks and contraction during charging.

Företaget är naturligtvis relativt hemlighetsfullt kring detaljerna i sin tillverkningsprocess, eftersom batteriteknik kanske är ett av de mest konkurrensutsatta områdena i världen för närvarande, särskilt med BYDs nästa generation av bladbatterier som förväntas nå 190 Wh/kg.

Tillverkningshemligheter

We do know that they used something called “granular gradation/nanometer encapsulation,” which can place every nanometer particle within the cell in the right spot. They also mentioned “fast lithium-ion conductive coating” to speed up the energy transmission between the 2 poles of the battery.

Vi vet att de använde något som kallas ”granulär gradering/nanometerinkapsling”, vilket kan placera varje nanometerpartikel inom cellen på rätt plats. De nämnde också ”snabb litiumjonledande beläggning” för att påskynda energitransmissionen mellan batteriets två poler.

CATL:s fabriker är högautomatiserade och kan producera ett av de nya LFP-batterierna varje sekund i sin flaggskepps-fabrik.

Från ett vetenskapligt papper från 2021 kan vi lära oss några av de viktigaste fördelarna med honungskakformer, särskilt låg densitet samt hög kompressions- och skjuvstyrka i planvinkel (materialens motstånd mot krafter som verkar parallellt men i motsatta riktningar).

Honungskaksgrafenarrangemanget förhindrar effektivt agglomeration av kiselnanopartiklar, förbättrar den elektriska ledningsförmågan och minskar Li+-transportmotståndet.

Även om det inte är klart hur CATL gjorde det, är några av dessa metoder kända; till exempel kan på varandra följande termiska och kemiska behandlingar med kol och syra skapa en nano-honungskakstruktur.

Källa: Chemistry Europe

Källa: Chemistry Europe

Andra förbättringar

In battery tech, every improvement counts as they can compound each other to make the battery denser. In turn, this reduces the volume of battery needed for a certain mileage. This then reduces the total weight, further increasing the range and/or the batteries needed.

Parallellt med sin honungskakstruktur har CATL också meddelat några andra förbättringar. En faktor som ökar CATL:s nya batteritäthet är optimerad cell‑till‑kropp‑teknik (CTB), som optimerar utrymmet som batteriet tar i batteripaketet. Detta ledde till en förbättring av volymeffektiviteten med 7 %.

Other features are ultra-high cooling efficiency high-voltage box, reducing power consumption by the cooling system. An AI intelligent battery management system algorithm also ensures the safety of the battery.

Laddningsinfrastruktur

The infrastructure to charge EVs has been a limiting factor for a long time, mostly because you need a network as dense as currently existing fuel stations to avoid long waiting times and gaps in the charging network in remote areas. However, another issue is creeping in, which is the capacity of these charging stations.

När batterier blir mer kapabla att hantera enorma effektbelastningar och snabb laddning, behöver laddstationerna själva högre kapacitet. Den snabba 16‑minutersladdningen för 1 000 km kräver en 4C‑laddningsprocess, vilket i sig kräver en enorm laddningskraft på 400 kW för ett 100 kWh‑batteri.

Av den anledningen meddelade CATL då att de gick in i marknaden för laddningsinfrastruktur. De kommer att börja bygga Shenxing Superfast Charging Network i Kina, i samarbete med branschledande partners som Star Charge, YKC och Shudao New Energy.

Overall, it is planning 600 service outlets covering 271 prefecture-level cities in 31 provincial-level regions. The provision of batteries, charging networks, and services like battery inspection and maintenance aims to create a closed-loop ecosystem.

Bortom LFP & EV

Storskalig nytta

CATL is increasingly active in the utility-scale battery market, with seemingly a renewed interest in using lithium-based chemistry, after considering sodium-ion instead.

Mest anmärkningsvärt har de deklarerat att ett pilotprojekt med TENER‑containeriserat batterisystem har visat noll nedbrytning i kapacitet efter hela fem år i drift.

Källa: Sustainability Environment

The honeycomb structure is likely becoming a central part of CATL’s battery architecture. While not explicitly stated as such, this is probably what CATL referred to when talking about TENER:

För att realisera TENER använde företaget ett SEI med biomimetiska jonkanaler och hög stabilitet, tillsammans med själv‑sammanfogade elektrolytteknologier som skapar det de kallar ett ”ålderslöst energilagringssystem”.

Baserat på den senaste tekniken och extrema tillverkningskapaciteter har vi löst utmaningarna med mycket aktiva litiummetaller […], vilket effektivt hjälper till att förhindra den termiska instabiliteten som orsakas av oxidationsreaktionen,

This unprecedented performance of TENER could completely change the equation for fixed battery storage, as no degradation means a much-improved safety profile. It also changes the calculus of amortization by promising a much more lasting battery pack, a key point for utility companies.

So other chemistry could still win this market, as we discussed in “The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech”. But it is also possible that lithium ends up winning the utility market, which is much larger than even the gigantic and growing EV market.

Kondenserat tillstånd

It is also possible that honeycomb structures are behind the “condensed state” battery revealed in 2023 and expected to be commercialized soon.

Dessa litiumbatterier (inte LFP) påstås ha en energitäthet på 500 Wh/kg, eller 2,5 gånger högre än de nyligen annonserade LFP‑batterierna.

Ingen prislapp har annonserats för detta projekt, så den kommande produktlinjen från CATL verkar vara följande:

Kondenserat tillstånd på 500 Wh/kg för högpresterande elbilar och eventuellt nya marknader som eldrivna flygplan.
Avancerad LFP på 200 Wh/kg för mellanklass‑elbilar, med en räckvidd på 1 000 km som kan laddas på 16 minuter med rätt laddningsinfrastruktur.
Natriumjon för lågkostnads‑elbilar med kortare räckvidd.

Det är oklart var fasttillståndsbatterier skulle passa in i den mixen. Vissa investerare kan till och med vara oroade över att den första generationen av fasttillståndsdesign kan bli överträffad av produktionsskalan för CATL:s avancerade LFP‑ och kondenserade‑tillstånd‑batterier.

Källa: Nature

Investera i avancerade batteriteknologier

Batterier är i centrum för elektrifieringstrenden, som i sig är ett enormt flertriljonprojekt som syftar till att avlägsna fossila bränslen från våra energikällor.

Du kan investera i batterirelaterade företag via många mäklare, och du kan här, på securities.io, hitta våra rekommendationer för de bästa mäklarna i USA, Kanada, Australien, Storbritannien samt många andra länder.

Om du inte är intresserad av att välja specifika batteriföretag kan du också titta på batteri‑ETF:er som Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), Global X:s Lithium & Battery Tech ETF (LIT) eller WisdomTree (WT ) Battery Solutions UCITS ETF, som ger en mer diversifierad exponering för att dra nytta av den växande batteribranschen.

Avancerade batteriföretag

1. CATL (300750.SZ)

We talked already of CATL technological lead. The company is the global leader in battery manufacturing, producing more than half of the global battery volume. It is present at every step of the battery manufacturing supply chain and is a leader in battery technology.

Detta gäller för litiumjonbatterier, där företaget länge har varit en etablerad ledare. Nu verkar det litet i jämförelse med det senaste tillkännagivandet.

CATL har också tidigare meddelat imponerande framsteg inom flera andra batterityper:

Källa: CATL

CATL har också investerat 3,25 Mrd i batteriåtervinningskapacitet i Kina. CATL har särskilt uppnått en anmärkningsvärd återvinningsgrad på 99,6 % för nickel, kobolt, mangan och 91 % för litium.

Tack vare sin skala, fokus och FoU‑resultat är CATL sannolikt i framkant när det gäller batteriinnovation, tillverkning och återvinning.

Detta gör dem till en nyckelpartner för elbilstillverkare, inklusive Tesla (TSLA ), NIO, Ford, Stellantis osv., med Hyundai nyligen tillagd till CATL:s växande lista av strategiska allianser.

Dessutom kan de lärdomar som dragits från en kemi vara tillämpbara på en annan, så vi kan snart se exempelvis honungskak‑ eller kondenserade‑tillstånd‑natriumjonbatterier. Skalfördelarna i att producera hälften av världens batterier är sannolikt också tillämpliga på hela företaget, oavsett vilken specifik teknik som används i en enskild produkt.

2. BYD (BYDDY)

A long-time challenger of Tesla in the EV market, BYD has become a serious competitor not only for Tesla but for virtually all automakers.

Företaget utvecklades från sin ursprungliga roll som leverantör av litiumjon‑mobiltelefonbatterier till att sälja nästan lika många elbilar som Tesla i Kina (världens största elbilsmarknad) och vara den bäst sålda elbilen i Thailand, Sverige, Australien, Nya Zeeland, Singapore, Israel och Brasilien.

BYD är en stor del av varför Kina plötsligt blev världens största bilexportör 2023, och överträffade Japan. Företagets aggressiva utrikesexpansion stöds också av nya fabriker, till exempel i Ungern.

Och med lanseringen av bilar på 10 000–12 000 USD som Seagul, med natriumbatterier, kan en helt ny marknad öppnas för BYD:s elbilar.

Källa: By User3204 – Own work, CC BY-SA 4.0,

Fortfarande en batteritillverkare i kärnan är BYD en seriös utmanare till CATL på LFP‑batterimarknaden (litiumjärnfosfat), med en marknadsandel på 41,1 % i Kina (jämfört med CATL:s 33,9 %).

Den ”flod” av billiga elbilar som BYD producerar för de europeiska och amerikanska marknaderna kommer sannolikt att mötas av någon form av protektionism (även högre än de nyligen införda tullarna), vilket kan hindra BYD:s tillväxt.

Men samtidigt är billiga kinesiska elbilar redan en stor framgång i resten av världen, som saknar starka inhemska biltillverkare att skydda, inklusive hela Sydamerika, Ryssland, Afrika, Mellanöstern och Sydostasien.

Detta innebär flera miljarder potentiella kunder för BYD, bosatta i länder som är ivriga att upprätthålla en geopolitisk balans och hålla goda relationer både med väst och Kina, så det är osannolikt att skapa alltför starka protektionistiska barriärer.

Och även i EU eller USA kan BYD förbli konkurrenskraftigt, tack vare de mycket högre priserna på lokala elbilstillverkare jämfört med priserna i Kina, samt lokaliseringen av produktionen utanför Kina för dessa marknader, till exempel i Östeuropa, Mexiko eller Turkiet.