Chalmers gör nya framsteg inom strukturella batterier
Forskargruppen har nu utvecklat ett bärande batteri med kapaciteten 30 Wh/kg. Den förra milstolpen uppnåddes 2021 då batteriet hade en energitäthet på 24 wattimmar per kilo (Wh/kg).
En forskargrupp på Chalmers rapporterar om sina framsteg inom så kallad viktlös energilagring – ett strukturellt batteri som de menar ska kunna möjliggöra hälften så tunga bärbara datorer, och mobiltelefoner tunna som kreditkort. Tekniken kan också innebära att elbilar får upp till 70 procent längre räckvidd.
”Vi har lyckats skapa ett batteri av kolfiberkomposit som är styvt som aluminium och tillräckligt energitätt för att kunna användas kommersiellt. Precis som ett mänskligt skelett har batteriet flera funktioner samtidigt”, säger Chalmersforskaren Richa Chaudhary, en av författarna bakom den vetenskapliga artikel som nyligen publicerades i Advanced Materials.
Nu har forskargruppen vidareutvecklat sitt koncept, och ökat både styvheten och energitätheten. Den förra milstolpen uppnåddes 2021 då batteriet hade en energitäthet på 24 wattimmar per kilo (Wh/kg), vilket innebär ungefär 20 procents kapacitet av ett jämförbart litiumjonbatteri. Nu är det uppe i 30 Wh/kg.
Kolfiber som elektroder
Chalmers har under flera år forskat på strukturella batterier, också i samarbete med forskare från Kungliga tekniska högskolan, KTH. När professor Leif Asp med kollegor under 2018 publicerade nyheten om att kolfiber kan fungera som elektroder i litiumjonbatterier blev gensvaret stort, och framsteget rankades av Physics World som ett av årets tio största genombrott.
”Att satsa på lätta och energieffektiva fordon är en självklarhet om vi ska hushålla med energin och tänka på kommande generationer. Vi har gjort beräkningar på elbilar som visar att de skulle kunna köra uppemot 70 procent längre än idag om de hade konkurrenskraftiga strukturella batterier”, säger forskningsledaren Leif Asp som är professor vid institutionen för industri- och materialvetenskap på Chalmers.
Lättare än aluminium
Kapaciteten är fortfarande lägre än dagens batterier, men den avgörande skillnaden är att batteriet är en del av konstruktionen och av lättviktsmaterial. Forskarlagets har ökat battericellens strukturella styvhet mätt i gigapascal (GPa), från 25 till 70. Materialet kan därmed bära last lika bra som aluminium, men med lägre vikt.
Parallellt med att forskningen har man också nyligen startat Chalmers Venture-bolaget Sinonus AB med säte i Borås. Battericellerna är dock långt från redo att ta ta klivet från labbtillverkning i liten skala till storskalig produktion.
