Elbilbatterier – Få overblik over forskellige typer
I denne artikel vil vi se på forskellige typer af batterier til elbiler.
Ligesom der hele tiden udvikles nye elbiler, er der også godt gang i udviklingen af de batterier der skal drive elbilerne. Målet er naturligvis hele tiden at udvikle mere effektive batterier, der kan forlænge rækkevidden for elbilen, uden at prisen bliver for dyr. Samtidig er nogle af komponenterne i elbiler meget kostbare, hvilket gør det nødvendigt hele tiden at udvikle nye batterier.
Det mest udbredte batteri til elbiler er Lithium-ion-batterier. Det er samme batteritype der er i mobiltelefoner. Lithium-ionen kombineres ofte med andre grundstoffer. Nogle af disse er:
- Cobolt-oxid (LCO)
- Mangan-oxid (LMO)
- Jern-fosfat (LFP)
- Nikkel-cobolt-aluminium (NCA)
- Nikkel-mangan-cobolt (NMC/NCM)
Anionen i batterierne er ofte en oxid-ion, mens det for LFP er en fosfat-ion. Grunden til at Lithium-ion-batterier er blevet populære er fordi de har høj energitæthed, de er hurtige at oplade, de har en lang levetid, de er lette og de kan pakkes tæt sammen. Allesammen vigtige egenskaber for et batteri.
Specielt Cobolt er et grundstof man arbejder på at udfase fra elbilbatterierne. Cirka 60% af Cobolt udvindes fra DR Congo i Afrika, og det er associeret med børnearbejde i miner. Det er samtidig også giftig og et meget dyrt grundstof i batteriet.
Lithium selv har også ulemper, fordi det kræver et stort vandforbrug at udvinde. Det udvindes fra klipper og saltvandsaflejringer specielt i Australien, Chile og Argentina, der står for 80% af verdens Lithiumproduktion.
Jern-fosfat (LFP) batterierne vinder også mere frem, fordi der hverken er Nikkel eller Cobolt i. Men energitætheden er mindre og batterierne er tungere.
Et alternativ til Lithium-ion-batterierne er Natrium-ion-batterier. Fordelen her er at der er masser af Natrium over det hele, hvilket gør batterierne let tilgængelige og billige. Samtidig behøver man hverken Lithium eller Cobolt i Natrium-ion-batterier. Desværre er energitætheden af Natrium-ion-batterier meget mindre end Lithium-ion-batterier, hvilket betyder at rækkevidden er mindre.
En nyere type batterier der måske kommer frem i de kommende år er Solid-state-batterier. I stedet for en flydende elektrolyt består solid-state-batterier af en fast elektrolyt, typisk en keramisk eller polymerisk membran, som adskiller anoden og kathoden i batteriet. Solid-state-batterier har potentiale til at være både sikrere og mere energitætte end traditionelle batterier, fordi de er mindre tilbøjelige til at overophede eller antænde, og de kan have højere energitæthed og længere levetid. De kan også være mere miljøvenlige, da de kan anvende mindre af de sjældne materialer, som normalt anvendes i lithium-ion-batterier.
En af de mest udbredte batterier på de populære elbiler er NMC, som findes i både VW ID.3, ID.4, ID.5, Skoda Enyaq, Tesla Model 3 og Tesla Model Y.
Der findes mange flere batterityper under udvikling, hvor man håber at opfinde nye batterier der har høj energitæthed, indeholder mindre af de sparsomme grundstoffer og er billige at fremstille. Fx. er der nogle danske forskere igang med at fremstille et Calcium-ion-batteri og Haldor Topsøe er igang med at udvikle et batteri baseret på Lithium-Nikkel-Mangan-Oxid, som vil indeholde meget lidt eller ingen Cobolt. Det bliver spændende at se hvilke batterier vi får i fremtiden.
