Batteriracet er i full gang, og det kriges om hvorvidt faststoffbatterier eller lithium-ion-batterier med silisiumanoder blir det nye store. Ikke minst innenfor elektriske kjøretøy.
For temmelig nøyaktig to år siden hadde Tesla sin «Battery Day», hvor de lanserte planene om nye batterier med større cellestruktur og vesentlig bedre kapasitet. 4680 er navnet på de nye cellene, som beskriver størrelsen: 46 x 80 millimeter.
Med silisium, uten kobolt
Det var derimot ikke det mest spesielle med dem. For Tesla skulle nemlig lage de nye batteriene helt koboltfrie, og dessuten proppfulle med silisium i anoden. Allerede har Teslas batterier en liten porsjon silisium i anoden, som ellers består av grafitt. Silisiumet øker kapasiteten og dermed rekkevidden, og gjør dessuten lading hurtigere.
Men silisium kommer med en kostnad, nemlig at det utvider seg ved hver lading, og til slutt sprekker det. Derfor er det begrenset hvor mye silisium man kan bruke, før batteriet blir skjørt og uberegnelig.
Genialt kompromiss?
I dag forskes det på batterier, hvor man kan øke mengden silisium i anoden, mens man samtidig forhindrer ekspansjonen. Under «Battery Day» lanserte Tesla en «enklest er best»-tankegang.
Der hvor mange andre tyr til eksotisk, ultrarent silisium av nanotråder på 4-5 nanometer i diameter, eller rundt 5000 ganger tynnere enn et gjennomsnittlig menneskehår, ville Tesla i stedet bruke metallurgisk silisium, altså minimalt behandlet med lav renhet. Dette er mye billigere, samtidig som de langt større silisiumpartiklene får rom til å utvide seg i anoden, uten at battericellen sveller.
I tillegg skulle de nye Tesla-cellene lages helt uten kobolt. Som både er kontroversielt fordi det ofte utvinnes ved hjelp av barnearbeid, og dessuten forbindes med brannfare.
Helt vanlige batterier
4680-cellene var fortsatt på forskningsstadiet under «Battery Day», og de har naturligvis tatt tid å utvikle. To år er likevel veldig kort tid i denne sammenheng, for Tesla og deres samarbeidspartnere (blant andre Panasonic) til å overkomme alle hindre på veien.
Men i sommer kom de første Model Y-ene med de nye fabrikkene ut fra Texas-fabrikken. Riktignok en ny og rimeligere innstegsmodell (Standard Range med firehjulsdrift) med kortere rekkevidde! Og den var ikke spesielt mye lettere heller (bare 10 kilo) , noe som ledet mange til å spekulere i om de nye batteriene kanskje ikke hadde noe særlig høyere energitetthet likevel.
Nå har flere eksperter, blant annet YouTube-kanalene Munroe Live og The Limiting Factor åpnet opp en 4680-celle og analysert den. Det viser seg at batteriene slettes ikke er så banebrytende likevel.
Silisiumet er fjernet, ikke koboltet
For det første inneholder de ikke silisium. I det hele tatt. Anoden består av den vanlige grafitten som de fleste andre batterier. Batteriet har dessuten noe kobolt i katoden, som andre batterier.
Det er litt skuffende, og ikke minst overraskende, ettersom kinesiske BYD allerede lager et koboltfritt Blade-batteri, som brukes i deres biler. Og Tesla bruker jo fra før litt silisium i sine eksisterende battericeller. Dette silisiumet er altså fjernet nå.
Det er i det hele tatt ikke mye uvanlig med batteriet, annet enn størrelsen på cellene. De større cellene skulle ha gitt batteriet et forsprang hva energitetthet angår. Men interessant nok har den store størrelsen krevd et tykkere ytre skall, som igjen spiser opp forspranget disse cellene ville hatt.
Ordinært nå, fantastisk om en stund?
Vi skal likevel ikke slå beina under Teslas 4680-prosjekt ennå. Her er det mye rom for forbedringer, og utviklingen er ikke ferdig med dette.
Det gir mening at første generasjon av de nye cellene til å begynne med brukes i en ny og rimeligere bil med kortere rekkevidde. Imens fortsetter utviklingen, og etter hvert som batteriteknologien blir bedre, og de finner en måte å implementere de nye teknologiene på, så vil forhåpentligvis 4680-batteriene bli veldig bra.
Men så langt er det liten grunn til begeistring.
Vil minne om at det mest revolusjonerende med 4680 er produksjonen, ikke selve batteriene. Man skal altså kunne produsere batteriene ut ifra «kald-teknologi» , og ikke minst raskere, og totalt sett mye billigere. DET var hovedhensikten med battery day den gang, ikke effekten på selve batteriet som det hevdes her. Dere får ev se alt på nytt hvis dere skulle mene noe annet.
Hei! Det var under Battery Day snakk om å putte silisium inn i anoden på en mye billigere måte enn med nanotråder og andre eksotiske metoder. Ved å bruke metallurgisk silisium fremfor superrent, og ved å bruke batteriet som en bærende struktur i chassiset, kunne man oppnå mye av samme effekt for en mye lavere pris. Men, jo, det var definitivt snakk om å bruke silisium.
Jeg så hele den gangen, og tok notater underveis. Mvh Geir, L&B Home.