– Faststoffbatteri kan faktisk redusere energittettheten

Teknisk sett

En podkast om teknologi,
av Teknisk Ukeblad

Debatten har rast etter at finske Donut Lab viste fram sitt påståtte faststoffbatteri på teknologimessa CES i Las Vegas i januar. Kan det virkelig stemme at et finsk oppstartsselskap plutselig har funnet opp et superbatteri? 

Nylig la Donut Lab fram en ny test, gjort av det statlige, finske forskningsinstituttet VTT, som viser at energitettheten er bedre enn selskapet lovet: 409 Wh/kg. Til sammenligning er de mest energitette litium-ion-cellene i dagens elbiler på 250–300 Wh/kg.

Frode Håskjold Fagerli i Sintef Industri er likevel ikke overbevist. Han sier at testen ganske enkelt viser at Donut Lab har én battericelle med god energitetthet.

– Noen av de viktigste parameterne har de heller ikke bevist ordentlig, sier batteriforskeren.

Test ville tatt fire år

Fagerli sier at man allerede kan lage batterier med svært høy energitetthet, men da gjerne på bekostning av egenskaper som levetid eller pris.

– Men det som er interessant her, er at de har påstått at de får til alt samtidig. 

– Når de både skal revolusjonere energitetthet, levetid og måten de produserer celler på (...), så er det virkelig tegn på at det er for godt til å være sant, sier Fagerli i podkasten Teknisk Sett.

Donut Lab har blant annet lovet at batteriet skal holde 100.000 ladesykluser, og samtidig kunne fullades på tolv minutter. 

– Selv om man så for seg at det var mulig å lade opp og ut på 24 minutter, ville det tatt over fire år å fullføre 100.000 sykluser. Om du da tenker på at Donut Lab ikke har eksistert i fire år engang, er det liten grunn for å tro at batteriene klarer å levere det de faktisk påstår, sier Fagerli.

Ligner på litiumbatteri

Det store spørsmålet nå, er om finnene faktisk har et faststoffbatteri, eller bare et veldig energitett litium-ione-batteri.

Det finske forskningsinstituttet har sett på blant annet spenningsprofilen og spenningsvinduet, altså høyeste og laveste spenning man bruker når man lader og utlader batteriet.

– Så kan man se at spenningsvinduet, men også profilen, ligner veldig på dagens litiumbatteri, som har sånne NMC-elektroder. Og det matcher også ganske greit med energitettheten de har fått, som kan tyde på at det er et ganske høykvalitets NMC-litium-ionbatteri, sier Fagerli.

Myten om faststoffbatteri

Han sier at faststoffbatterier i seg selv ikke nødvendigvis revolusjonerer energitettheten:

– Det er en liten myte at faststoffbatteri automatisk gir høyere energitetthet. Det blir det ikke nødvendigvis. Ettersom elektrolyttene kun er dødvekt hva gjelder energitetthet, og faste elektrolytter gjerne er tyngre enn de flytende motpartene, vil det å bytte til faststoff faktisk kunne redusere energittettheten, sier Fagerli.

Hovedfordelen ved å bytte ut væsker med faststoff, er at det kan muliggjøre andre kjemier, hvorav den hellige gralen er metallanoder.

– Hvis man kan få til litiummetall-anoder, så vil man kunne øke energitettheten betraktelig. Ikke dobling eller tripling, men kanskje opp mot 50 prosent, som fortsatt er ganske vanvittig. Da begynner vi å nærme oss teoretisk begrensning for hva som er mulig i litium-ion-batterier.

– Ikke trivielt

Fagerli sier at faststoffbatterier og Li-metallanoder er forsket på i flere verdensdeler i over 30 år:

– At det ikke har slått ordentlig gjennom ennå, tyder på at det ikke er trivielt.

I tillegg til selve batterikjemien, oppstår mange utfordringer når batteriene skal tas fra laben til produksjon i stor skala og høy hastighet. 

– Litt av den grunn er batteriforskning også veldig treigt. Og det blir veldig usannsynlig at Donut Lab bare plutselig kommer og har et superbatteri, som de kan produsere i stor skala.

Donut Lab har ikke svart på TUs henvendelser. De presenterer sine argumenter gjennom nettsiden «I donut believe». Nylig publiserte de en test som viser at det verken er litium eller natrium i batteriene deres. Men Fagerli er fortsatt ikke overbevist.

– Fram til de enten viser til noen patenter og/eller uavhengig vurdering av cellene – ikke bare helt spesifikke enkelt-tester på enkeltceller – er det lite som tilsier at helheten faktisk er så bra som de skal ha det til.

I podkasten snakker vi også om Kinas totalt dominerende posisjon innen alt fra gruvedrift til celleproduksjon. Kinas 5-årsplaner viser en systematisk satsing på energilagring og energi-uavhengighet. – De begynte allerede på 80-tallet, sier Fagerli.

KI kan styre gården i fremtiden