Ny batteriplattform klarar snabbladdning vid vanligt lufttryck

Under onsdagen den 11 november offentliggjorde teknologibolaget QuantumScape en ny plattform för helfasta batterier (så kallade fastkropps- eller ”all-solid-state”-batterier), under namnet Osprey. Enligt bolagets publicerade testdata har laboratoriecellerna klarat 1 000 fulla laddcykler med omkring 80 procents bibehållen kapacitet vid ett tryck på endast en atmosfär, det vill säga normalt lufttryck. I testerna uppvisade konstruktionen även en laddning från 10 till 80 procent på fem minuter, funktion i temperaturer under minus 20 grader Celsius samt en beräknad energitäthet på upp till cirka 1 100 wattimmar per liter.

Men varför är just tryckfrågan ett så avgörande tekniskt hinder för elbilsbatterier? Fastkroppsbatterier baserade på sulfider har länge ansetts mycket lovande på grund av hög ledningsförmåga, men materialet har haft två svårigheter: det reagerar lätt med litiummetall och kräver normalt ett mycket kraftigt yttre tryck för att skikten ska behålla kontakt när cellen expanderar och krymper under laddning. I en elbil innebär det att batteripacken måste byggas in i tunga och skrymmande mekaniska spännanordningar, vilket förtar mycket av vikt- och utrymmesvinsten.

Osprey-plattformen löser detta genom att kombinera en anodfri celldesign och en keramisk fast separator med en fast sulfidkatod. Den keramiska separatorn fungerar som en fysisk barriär som hindrar litiumdendriter och kemiska reaktioner med sulfidmaterialet, vilket gör att systemet kan arbeta stabilt under vanligt atmosfärstryck. Eftersom plattformen är utformad för att kunna licensieras och anpassas till andra batteritillverkares katodmaterial öppnar utvecklingen för att nästa generations energitäta fordonsbatterier kan konstrueras utan tunga mekaniska klämsystem.