Godt nyt for elbilsejere i kolde områder – som for eksempel Danmark om vinteren: Det kan snart blive markant hurtigere at oplade elbiler i frostgrader, takket være et gennembrud fra ingeniører ved University of Michigan, skriver Electrek. Et forskerhold under ledelse af Neil Dasgupta, lektor i maskin- og materialeteknologi, har udviklet en ny batteristruktur og en særlig belægning, der øger opladningshastigheden med hele 500 % – selv ved temperaturer helt ned til -10 grader celsius.
I dag tager en hurtigopladning typisk 30-40 minutter under normale forhold, men i koldt vejr kan det let tage over en time. Det skyldes, at kulde bremser bevægelsen af lithium-ioner i batteriet, hvilket både forlænger opladningstiden og på sigt kan forringe batteriets levetid.
Det nye gennembrud kombinerer to teknologier. Den ene er en mikroskopisk struktur i anoden – batteriets negative pol – hvor små kanaler på omkring 40 mikrometer hjælper lithium-ionerne med at trænge hurtigere og mere effektivt ind i batteriet. Den anden er en ultratynd belægning af lithiumborat-carbonat – kun 20 nanometer tyk – som forhindrer dannelsen af en kemisk barriere, der normalt opstår i kulde og blokerer for ionernes bevægelse.
Problemet med denne kemiske barriere beskriver Dasgupta som “at forsøge at skære i koldt smør” – en proces, der gør opladningen ineffektiv. Den nye belægning holder denne barriere væk og tillader hurtig ionbevægelse selv i lave temperaturer.
Imponerende resultater
Testresultaterne er ret imponerende; batterier med den nye teknologi bevarer 97 % af deres kapacitet, selv efter 100 hurtigopladningscyklusser ved frysepunktet. Og det hele sker uden at gå på kompromis med energitætheden, hvilket ellers ofte har været udfordringen ved hurtigopladning i koldt klima.
Ifølge forskerne kan teknologien potentielt implementeres i eksisterende batteriproduktion uden større ændringer i fabrikkerne. Det gør det realistisk, at teknologien kan tages i brug relativt hurtigt – noget som især er relevant i markeder med kolde vintre som det nordlige Europa og dele af Nordamerika.
Hvis teknologien lever op til forventningerne, kan det være med til at få has på et af de største problemer ved opladning af elbiler – noget der igen kan fremme overgangen til el over en bred kam.