Bilgiganter som amerikanske General Motors er langt med silicium-batterier. De kan komme før og blive billigere end de hypede faststof-batterier.
Bilproducenterne har i årevis talt om solid state-batterier som næste store skridt for elbiler. Men nu peger meget på, at en anden batteriteknologi kan komme på markedet først. Flere store bilproducenter satser nemlig på batterier med silicium-anoder, der kan give længere rækkevidde, hurtigere opladning og mindre afhængighed af kritiske råstoffer.
Amerikanske General Motors er blandt de bilproducenter, der satser stort på batterier med silicium i anoden – den del af batteriet, der optager lithium-ioner under opladning. GM ser teknologien som et af de vigtigste skridt mod mere effektive og billigere elbiler i de kommende år, skriver InsideEVs.
Mere energi på samme plads
I dag benytter næsten alle litium-ion-batterier grafit i anoden. Men silicium kan lagre langt flere lithium-ioner end grafit, hvilket giver mulighed for markant højere energitæthed. Det betyder, at batteriet kan lagre mere energi uden at blive større eller tungere.
For bilkøbere er den største fordel, at elbiler potentielt kan få længere rækkevidde uden større batterier.
Silicium kan teoretisk lagre op til ti gange mere litium end grafit. I praksis vil gevinsten være mindre, fordi de fleste producenter i første omgang anvender en blanding af silicium og grafit. Men selv en begrænset mængde silicium kan øge energitætheden mærkbart. Angiveligt ligger fordelen i dag omkring 20 procent sammenlignet med litium-ion batterier.
Samtidig kan batterierne oplades hurtigere, fordi silicium lettere optager litium-ioner under opladning. Flere batteriproducenter vurderer, at teknologien kan reducere ladetiderne betydeligt sammenlignet med dagens batterier.
Mindre afhængighed
Der er også en geopolitisk dimension i udviklingen.
Kina dominerer i dag den globale forsyning af grafit til batterier. Ifølge Reuters kontrollerer Kina op mod 95 procent af forsyningskæden for batterigrafit, hvilket har fået vestlige bilproducenter til at lede efter alternativer.
Silicium er derimod et af de mest udbredte grundstoffer på Jorden og findes blandt andet i sand og kvarts. Det gør råstoffet lettere tilgængeligt og potentielt mindre sårbart over for geopolitiske spændinger. Det er også lettere at udvinde.
Stadig udfordringer
Silicium har dog en væsentlig ulempe.
Materialet udvider sig kraftigt under opladning – i nogle tilfælde med op mod 300 procent. Det kan skabe revner i batteriet og forkorte levetiden. Derfor arbejder batteriproducenter på forskellige løsninger, hvor silicium kombineres med grafit eller andre materialer for at øge holdbarheden.
Netop derfor forventes de første generationer af silicium-batterier ikke at erstatte grafit fuldstændigt, men i stedet anvende en gradvist stigende andel silicium. Flere producenter vurderer dog, at teknologien nu er tættere på masseproduktion end de mere omtalte solid state-batterier.
Hurtigere masseproduktion
Mens solid state-batterier fortsat kæmper med høje produktionsomkostninger og tekniske udfordringer, er silicium-anoder en videreudvikling af den eksisterende batteriteknologi. Derfor kan de hurtigere udvikles til massefremstilling i eksisterende fabrikker.
Det er også en af årsagerne til, at General Motors og flere andre nu ser silicium som en af de mest lovende veje til længere rækkevidde og lavere batteriomkostninger i de kommende år.
