Kinesiska jätten lanserar ny batterityp för fordon

2021-08-04 06:00  

Storskalig tillverkning av natriumjonbatterier har hittills inte funnits på marknaden. Men nu släpper jättebolaget CATL sin första generation av batteritypen.

Den kinesiska batteritillverkaren CATL levererar bland annat litiumjonbatterier till Teslas bilar. I förra veckan meddelade bolaget i ett pressmeddelande att det lanserar sina första natriumjonbatterier.

Ett natriumjonbatteri fungerar ungefär likadant som ett litiumjonbatteri, som i dag sitter i de flesta elbilarna. Men i stället för litiumjoner är det natriumjoner som vandrar mellan katod och anod.

Batteritypen har länge setts som en lovande och mer miljövänlig konkurrent till litiumjonbatteriet, eftersom den kan klara sig utan de kritiska materialen kobolt, nickel och litium.

Hävdar att cellen når 160 Wh/kg

I CATL:s natriumjonbatteri används pigmentblandningen ”preussiskt vitt” som katodmaterial. Bolaget har modifierat materialet så att det ska hålla längre, men avslöjar inte hur många upp- och urladdningscykler batteriet klarar. Anodmaterialet är en egenutvecklad version av hårt kol med en porös struktur som ska göra det möjligt att lagra många natriumjoner som sedan kan röra sig snabbt vid upp- och urladdning.

Batterimaterialet preussisk vit kan tillverkas med större eller mindre mängd natrium. Ju högre natriumhalt, desto vitare blir pulvret.Foto: Jörgen Appelgren

Nackdelen med natriumjonbatterier är att de inte alls är lika energitäta som litiumjonbatterier. För att kunna lagra samma energimängd måste därför natriumjonbatterier vara större. I bilar har därför batteritypen hittills inte varit ett attraktivt alternativ.

CATL hävdar nu att deras natriumjoncell kan nå upp till 160 Wh/kg, vilket är något lägre än dagens bästa LFP-batterier, som ligger på cirka 180 Wh/kg på cellnivå. LFP är dock den typ av litiumjonbatteri som har sämst energidensitet av dem som finns på marknaden.

Den kinesiska batteritillverkaren siktar emellertid högre. Målet för nästa generation natriumjonbatterier är över 200 Wh/kg i energidensitet.

Kombinerar två kemier i en och samma pack

Enligt CATL kan natriumjonbatteriet från den första generationen laddas till 80 procent på 15 minuter i rumstemperatur. Men särskilt lämpligt bedömer bolaget att batteriet är i riktigt kalla områden, eftersom det har god prestanda i temperaturer runt minus 20 grader Celsius.

Bolaget planerar att ha en industriell tillverkningskedja på plats för natriumjonbatterier år 2023.

Ronnie Mogensen arbetar med preussisk vit, som han och hans kolleger hoppas ska bli ett framtida elektrodmaterial i natriumjonbatterier. De är verksamma vid Ångströmlaboratoriet på Uppsala universitet.Foto: Jörgen Appelgren

CATL har också utvecklat ett batteripack där celler av natriumjontyp kombineras med celler av litiumjontyp. Syftet är att de olika teknikerna ska kompensera för varandras brister. Litiumjoncellerna kompenserar natriumjoncellernas låga energidensitet medan natriumjoncellerna förbättrar systemets prestation i låga temperaturer.

”En av världens största tillverkare visar framfötterna”

I Uppsala ägnar sig startup-bolaget Altris i samarbete med företaget Lifesize också åt att utveckla ett natriumjonbatteri med utgångspunkt i materialet preussiskt vitt. Där jublar nu medarbetarna över CATL:s besked.

– Det är ett jättefint initiativ. Det var dags att en av världens största tillverkare visar framfötterna och introducerar natriumjon som ett alternativ. Det visar världen att batterier är något att räkna med, vi behöver inte vara rädda för att det tar slut på material, säger Ronnie Mogensen, teknikchef på Altris.

I Uppsala finns en produktionslina för tillverkning av litiumjon- och natriumjonbattericeller. Foto: Jörgen Appelgren

Enligt CATL kommer natriumjonbatterier att hjälpa till att elektrifiera transporter så att målet om klimatneutralitet kan nås. Även Altris, som tidigare siktade på stora stationära batterier i elnätet, har börjat fundera på om bilar kan vara ett lämpligt användningsområde för deras batterier.

”Kan LFP göra det så kan vi”

Det beror främst på bilindustrins nyvaknade intresse för LFP-batterier, särskilt i de billigaste bilmodellerna. Tidigare var det litiumjontyperna NMC och NCA som var mest populära i elbilar, men nu har till exempel Tesla börjat använda LFP i sina kinesiska bilar. Även Volkswagen och Ford har meddelat att LFP ska börja användas.

– Nu har switchen till LFP kommit igång i full rulle och ända sedan dess har vi tänkt på bilapplikationer. Kan LFP göra det så kan vi, säger Ronnie Mogensen.

Omställningen till LFP menar han främst beror på att de två kinesiska batteritillverkarna CATL och BYD har lyckats förbättra energidensiteten i sina LFP-batterier, genom att rationalisera bort en stor del av det passiva materialet. Med högre energidensitet vinner LFP mark gentemot de andra litiumjontyperna genom att den inte har risk för katastrofala bränder och inte behöver kobolt.

Olika litiumjonbatterier

De olika typerna av litiumjonbatterier har fått sina namn efter de ingående materialen i katoden:

LFP: Litium, järn, fosfat.

NMC: Nickel, mangan, kobolt.

NCA: Nickel, kobolt, aluminium.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt