100 års levetid ved 25 grader
Efter at have viet sit arbejdsliv til genopladelige lithium-ion-batterier har den 65-årige Jeff Dahn og forskerholdet præsenteret deres seneste fund i det peer-reviewede elektrokemiske tidsskrift, JES.
Her beskriver de, hvordan deres modificerede nikkelbatteri opnår større energitæthed – og dermed højere ydeevne – end lithium-jern-fosfat-batterier (LFP), der ellers grundet en lavere pris og lang levetid har vundet indpas flere steder i eksempelvis bilindustrien.
Forskerne har i deres batteri udskiftet et design med flere siliciumkrystaler i katoden til strømudgangen med en enkelt grafitkrystal i deres lithiumnikkel mangankoboltoxid-batteri (NMC) for at undgå oxidation og dermed tidlig batteridød.
Batteriet er efterfølgende blevet testet dagligt i 4,5 år ved forskellige elektriske spændinger og temperaturer op mod 70 grader. Herefter er resultaterne sammenlignet med samme målinger på blandt andet LFP-batterier.
Konklusionen er ifølge forskerne klar:
NMC-batteriet kan udover højere energitæthed også præstere optimalt ved spænding på 3,8 volt frem for de normale 4,2 volt og mere. Den lavere spænding mindsker risikoen for oxidation, og derigennem opnås en teoretisk levetid på 100 år, hvis batteritemperaturen holdes ved 25 grader.
På den negative side af ligningen er den økonomiske omkostning, som stadig er højere end ved produktion af mere konventionelle batterier.
Kan bruges derhjemme
Så selvom resultaterne er lovende, er 100 års-batteriet på ingen måder klar til julesalget.
Og trods et tæt parløb i udviklingen med Tesla er der stadig udfordringer i motorrummet med at få overført batteriets superkræfter, så en elbil kan køre uendeligt langt.
Tidligere på året kunne forskerholdet ellers påvise, at deres batteri teoretisk har kapacitet til at drive en elbil 6,4 millioner kilometer fremad uden at tabe pusten.
Det svarer til en køretur 160 gange rundt om Jorden ved Ækvator med 12.000 opladninger på batteriet.
En normal elbils batteri mister typisk kræfter efter 800 opladninger og godt 300.000 kilometer.
Batteriforskerne har dog flere gange slået fast, at deres sejlivede batteri i den nærmeste fremtid kan bruges til meget mere end elbiler. Eksempelvis kan en husstand bruge batteri-energi i de dyre strømperioder midt på dagen, hvorefter NMC-batteriet kan oplades utallige gange billigt om natten.
Med en femdobling af den generelle batteriproduktion fra 2020 til 2030 og en rivende udvikling af solceller og andre miljørigtige energiopsamlinger forventes det, at vi inden for det næste årti har effektive og billige energiopbevaringer til husbehov.
